盾构隧道下穿既有运营铁路影响性分析及控制技术研究

盾构隧道下穿施工对既有运营铁路的影响较大。依托徐州某涉铁工程实例,采用Midas GTS NX软件建立有限元模型,研究了隧道下穿过程中铁路变形的动态变化过程,分析了铁路钢轨的高低和水平不平顺情况。结果表明:盾构隧道穿越过程中铁路路基沉降值逐渐增大,最后趋于稳定;隧道施工引起的铁路路基沉降分布曲线可近似为正态分布,且下穿位置正上方路基沉降值最大;铁路钢轨的高低和水平不平顺最大值满足规范要求。盾构隧道下穿京沪铁路设计方案可行,为进一步保证下穿施工的安全提出了涉铁施工一系列保护措施,为类似工程提供参考。

新建暗挖隧道下穿既有铁路U型槽的施工影响研究

为了给涉铁工程的设计施工提供参考,基于北京市某电力隧道下穿丰沙铁路U型槽结构的工程案例,建立“土体-U型槽结构-电力隧道”三维数值模型,计算并分析新建电力隧道施工对既有铁路轨道及U型槽结构的变形影响,研究表明铁路轨道沉降最大值为-3.592 mm,水平位移最大值为3.496 mm;U型槽沉降最大值为-3.974 mm,水平位移最大值为4.142 mm,可满足安全要求,并进一步提出必要的工程措施建议。

盾构隧道下穿铁路路基施工过程对路基变形影响模拟分析

文中通过MIDAS有限元分析软件,模拟分析了贵州省贵阳轨道交通线路下穿火车站盾构隧道下穿铁路路基时不同影响因素对路基变形的影响规律。结果表明,铁路路基竖向沉降量理论值与模拟值基本一致,证实建立模型的准确性;黏土层下铁路路基比卵石层下的沉降量增加150%;隧道埋深为25m时,比隧道埋深11m时铁路路基最大沉降量降低了15.2%;隧道双向水平间距为25m时,比隧道双向水平间距8m时铁路路基沉降量降低了56.9%。下穿土层承载力越高、隧道埋深及双向水平间距越大时,铁路路基的沉降量控制效果越佳。

新建铁路隧道上穿施工对既有铁路隧道影响分析

采用MIDAS有限元软件,模拟两隧道间距为2.76、4.76、6.76 m时,新建铁路隧道上穿既有隧道的施工过程,对比分析既有隧道的位移和应力变化情况,并与现场监测数据对比验证。结果表明,3种不同间距下,随着新建隧道开挖,既有隧道竖向位移向上隆起,水平位移在两隧道交叉点前向左偏移,两隧道交叉点后向右偏移,既有隧道横断面竖向位移大于水平位移,既有隧道应力变化趋势以两隧道交叉点为界,先波动增长后波动递减,且最大拉应力位于既有隧道左边墙处;既有隧道位移与应力变化和两隧道间距呈反比,以两隧道间距2.76 m为基准,间距每增加2 m,既有隧道最大竖向位移依次降低了21%、36%,最大水平位移依次降低了57%、53%,最大拉应力依次降低了11%、21%;基于既有隧道位移结果,总结了不同间距下既有隧道关键部位的位移预测公式,且间距为2.76 m时,既有隧道位移及围岩应力数值模拟结果均接近现场实测数据。

探究明挖深埋隧道下穿施工对高速铁路桥梁的影响

随着我国经济的快速发展,越来越多的工程项目涌现出来,这些项目对铁路的建设产生了一定影响。为此,本文首先介绍了加强明挖深埋隧道下穿施工的意义,然后结合具体的工程实例,对高速铁路桥梁改扩建的建设需求进行了分析,并通过对不同类型的明挖深埋隧道的施工方案的比较分析,从隧道型式、围护结构、支护体系、高速铁路桥墩地基防护、基坑安全计算等方面进行比较分析。本项目拟在前期工作的基础上,针对已建高铁桩基,采用钻孔咬合桩+四道内支撑体系进行支护,并对已建高铁桩基进行隔振,并结合搅拌桩进行防渗处理,最终通过数值模拟和理论分析,得出隧道和高铁桥墩的变形均满足设计要求,验证了该围护方案的可行性,希望能够为相关工程提供借鉴。

地铁隧道下穿铁路桥梁施工技术探究

随着人口的增加,车辆的增加,地铁的修建是解决城市交通拥堵问题的一种有效手段,所以,加强对地铁施工技术的研究是十分必要的。地铁隧道桥梁工程是城市轨道交通安全的保障,是城市轨道交通建设的关键环节。在地铁建设中,线路所处的土层从静到动,使得其所处的地层极易产生土体变形,若不能及时进行支护或防护,很容易产生位移、沉降、变形等情况,给地表建筑物带来严重损害。因此,在地铁隧道下穿铁路桥梁施工过程中,为了确保周边环境的安全,需要对区间隧道进行支护监测,同时还要监测周边的地质情况。

地铁盾构隧道下穿铁路群设计方案研究

近年来,随着地下空间的进一步开发,全国各地轨道交通的大规模发展,轨道交通施工的外部环境越来越复杂,盾构隧道下穿既有铁路线路的现象愈发常见。盾构施工可能引起地面沉降和变形,铁路尤其是高速铁路运行对铁路路基有较为严苛的要求~([1])。在盾构隧道下穿铁路施工时,如何保证铁路运行安全成为一个值得研究的重要课题。本文以天津地铁某区间下穿铁路群为实例,进行下穿铁路专项设计研究,提出盾构下穿铁路的相关保护措施。

引水隧洞工程下穿原有铁路隧道爆破施工监测研究

简述了爆破地震波传播原理和传播特性,以某新建引水隧洞下穿原有铁路隧道工程爆破施工为例,阐述了选定爆破方法、制定监测方案和配备监测系统等方面监测准备工作。通过实施监测结果可知,爆破振动监测数值符合相关规定,可有效控制爆破振动的影响力,爆破作业未影响原有隧道安全运行。

下穿既有铁路隧道施工安全技术分析

新建隧道与已有隧道在平面上相交时,通常需要在垂直方向上选择上跨或下穿的施工方案。其中,下穿已有隧道的暗挖施工尤其复杂,对既有隧道的影响较大。如果开挖方法和支护措施选择不当,可能导致已有隧道发生沉降变形,甚至危及运营安全。尤其是在下穿铁路隧道时,对轨道沉降的要求非常严格,不得超过2 mm。因此,控制既有隧道的沉降变形至关重要,这就需要选择适当的开挖工法和有效的超前支护措施,以确保既有铁路隧道的安全。在实际工程中,采用非爆破开挖、双侧壁导坑法和Φ299超前大管棚技术下穿既有铁路隧道,对既有铁路未造成不良影响,同时降低了暗挖作业的风险。这为类似的下穿暗挖工程提供了宝贵的经验和借鉴。

重叠隧道盾构施工下穿铁路营业线施工技术研究

盾构法是一种常用于城市地铁、交通隧道等工程中的暗挖隧道施工方法,具有机械化程度高、施工效率快、对周围环境影响小等优点。在重叠隧道盾构施工下穿铁路营业线时,由于施工空间狭小、施工要求严格、风险系数较大等因素,需要克服各种技术难题。基于此,本篇文章对重叠隧道盾构施工下穿铁路营业线施工技术进行研究,以供参考。

铁路隧道近距离侧穿高速公路桥桩位移变形控制研究

随着我国轨道交通行业建设规模的迅猛扩张,铁路隧道近距离侧穿既有建(构)筑物越来越普遍。在铁路隧道开挖过程中,保证对既有建(构)筑物的安全和变形控制至关重要。文章以新建成达万高速铁路工农村3号隧道侧穿高速公路桥梁桩基为依托工程,采用数值模拟研究了不设置隔离防护措施和设置隔离防护措施两种情况下铁路隧道侧穿高速公路桥桩引起的桥桩位移变形。研究结果表明,采取隔离桩防护措施后对桥桩的水平位移变形有一定的改善作用,能减少隧道施工对桥桩的影响。

超大直径盾构下穿高铁路基的沉降数值分析

为探究超大直径盾构隧道下穿城际铁路路基沉降规律,以中国武汉两湖隧道工程为例,基于Plaxis有限元软件,建立了铁路路基-土体-隧道的三维精细化数值模型,探讨盾构掘进过程中地层损失率、开挖面支护压力、盾尾注浆压力对隧道上方城际铁路路基沉降的影响.结果显示,盾构下穿复合地层的过程中,高铁路基道砟层表面在盾构掘进方向上会发生不同程度的沉降;当盾构掘进引起的地层损失率从1.0%增加到1.6%时,铁路路基的最大沉降从18.86 mm增加到22.71 mm,增大了20.4%;当开挖面支护力处于隧道拱顶侧向静止土压力的0.7~1.4倍时,不同工况下盾构掘进引起的铁路路基变形差异较小(小于0.67 mm);注浆压力对铁路路基的沉降影响明显,随着注浆压力增大,铁路路基的沉降明显减小.当隧道拱顶注浆压力增大到拱顶侧向静止土压力的3倍(648 kPa)或以上时,沿铁路路基的最大差异沉降未超过规范要求(≤5 mm/10 m).研究结果可为超大直径盾构下穿高铁路基时掘进参数的设置提供参考.

新建隧道下穿既有铁路管幕施工技术研究

本文主要研究了新建隧道下穿既有铁路管幕施工技术。本文以任山隧道下穿既有铁路工程为例,首先论述了施工方案设计思路,然后从施工工艺流程、施工步骤两个方面详细阐述了新建隧道下穿既有铁路管幕施工方案内容。结果表明,通过使用新建隧道下穿既有铁路管幕施工技术,能够保证建设工程的顺利施工,保证施工质量,以期对其他类似项目的施工起到一定的借鉴作用。

市域铁路盾构隧道下穿南水北调工程若干技术问题探讨

以郑州机场至许昌市域铁路工程盾构隧道下穿南水北调中线干渠为例,研究下穿段盾构隧道结构、沉降规律、风险处置措施和轨道减振等设计关键问题,以指导盾构下穿施工。通过三维数值模拟分析盾构下穿施工对南水北调中线干渠的影响。考虑南水北调工程的重要性,设计中采取一系列确保总干渠安全的措施。盾构隧道安全、顺利穿越试验段,各项监测数据及指标满足预期,确保了盾构施工安全和南水北调中线总干渠安全。

季节性冻土地区盾构隧道下穿工程对既有铁路沉降的影响分析及控制措施研究

在沈阳某新建盾构隧道下穿既有铁路工程中,既有铁路路基在季节性冻土反复冻融条件下,土体力学参数存在变化。根据不同季节施工时路基冻土的状态选用相应的物理参数,通过有限元模拟计算分析在考虑路基冻土处于冻结及融化两种状态下盾构隧道下穿既有铁路时铁路路基的沉降变化,针对性地提出盾构下穿施工期间既有铁路沉降的控制措施。

新建城际铁路盾构小净距下穿既有地铁隧道沉降控制研究

目的:新建线路盾构近距离下穿既有线隧道时,不仅会引起地层沉降和变形,还会引起既有线隧道的不均匀沉降、开裂,甚至破坏,因此需针对该类工程,研究沉降控制措施,以减小施工风险,确保既有线的安全运营。方法:依托杭海城际铁路下穿杭州地铁1号线工程,采用数值模拟方法进行分析。介绍了工程基本概况及施工风险点;建立了计算模型,确定了模拟数值计算过程,并对不同施工工况下的地面沉降计算结果进行了分析;结合盾构掘进试验段施工参数及实施效果,对下穿段施工控制参数进行了合理优化,并提出了盾构下穿既有线隧道的沉降控制措施。结果及结论:①新建线路盾构下穿既有线隧道,引起既有线隧道最大沉降约为地面最大沉降值的1.81倍。②新建线路盾构下穿既有线隧道施工过程中引起沉降较大的时段为:新建盾构刀盘从既有线左右线隧道中部下方穿越至既有线右线隧道下方,新建线路盾构刀盘离开既有线右线隧道后2 d(d为新建线路盾构隧道外径)位置处至施工结束。③盾构下穿过程中,选用注浆量为5.7 m^(3)/环、注浆压力为0.3~0.4 MPa、土舱压力为260~270 kPa、掘进速度为2.5~3 cm/min、排土量为57~63 m^(3)/环;每掘进2环进行一次二次注浆,并且对沉降较大区域每环注入0.3~0.5 m^(3)克泥效浆液。现场监测结果表明:既有线隧道最大沉降约为地面最大沉降的1.73倍,与模拟数值计算结果相近。

地铁双洞单线盾构隧道下穿引起既有铁路沉降实测研究

为揭示北京卵石土地区双洞单线隧道下穿施工期对既有铁路的沉降影响,基于某地铁下穿有砟铁路工程,以精密电子水准仪和自动化静力水准仪对铁路沉降开展现场实测,并对监测数据的时空规律进行挖掘分析,对左右线影响的空间叠加效应、地面沉降随盾构推进的时间台阶效应、道砟层和线路加固体系对沉降的隔离效应开展研究。结果表明,路基和轨道最大沉降发生在左右线隧道中心对应位置,隧道左线、右线先后下穿过程对铁路的沉降影响有明显叠加效应;路基和轨道沉降影响为突变型,可划分为左线刀盘切土及推进、左线盾尾离开、右线刀盘切土及推进、右线盾尾离开4个阶段,时程曲线台阶特征明显,施工期应密切关注;路基和轨道沉降影响在下穿施工期基本发展完成,该阶段沉降量占最终总沉降量88%以上,随后逐渐收敛;下穿施工引起既有铁路轨道沉降最大值为18.94 mm;引起既有铁路路基沉降最大值为24.24 mm,轨道沉降曲线较路基沉降曲线更为平缓,铁路道砟层和3-5-3扣轨起到有效隔离作用。

富水砂层中地铁盾构隧道下穿既有铁路病害桥施工的风险分析及控制措施

目的:在富水砂层中新建的地铁盾构隧道下穿既有铁路病害桥时,会增大施工风险,需对施工进行风险分析,并制定针对性的控制措施。方法:介绍了南昌轨道交通4号线起凤路站—七里站区间下穿京九铁路工程的概况,对该工程施工的风险进行了识别与分析。基于FLAC3D软件建立了数值模型,设置了与之相匹配的材料参数,以模拟盾构的掘进过程。设置了3种施工工况,对不同工况下的地面沉降、既有铁路路基沉降进行了数值计算,确定该工程采用工况三(地层注浆加固+框架涵加固)作为施工控制措施。针对工况三的控制措施,制定了实际施工的监测方案,并对实测数据进行了分析。结果及结论:合理的盾构机下穿参数可有效降低地面沉降和铁路路基沉降,工况三的控制措施可以很好地解决铁路病害桥敏感性高、整体稳定性差等问题,进而降低了盾构下穿施工的风险。

新建隧道下穿对既有高速铁路桥墩影响研究

针对新建隧道下穿既有高铁实际工程,通过建立Flac3d有限差分计算模型,分别模拟了隔离桩及注浆加固施工、隧道左线施工、隧道右线施工、隧道运营荷载4个工况下高铁桥墩附加变形。结果显示,3560#桥墩沉降变形最大,主要原因是3560#桥墩位于左右隧道中间,每个工况施工均会引发3560#桥墩的附加位移;其次,右侧3561#桥墩的水平位移最大,主要原因是3561#桥墩靠近左侧隧道,而左侧隧道先施工且深度较大。先施工隧道比后施工隧道的集中应力大,且先施工隧道(左侧隧道)深度较大,可为后施工隧道(右侧隧道)提供一个更大的应力释放空间。

新建隧道下穿施工引起既有铁路轨道变形的理论计算模型

新建隧道下穿施工将引起上覆既有铁路轨道产生不平顺,导致列车振动加剧,进而降低旅客乘车舒适性。为此,提出新建隧道下穿施工引起铁路钢轨变形的理论计算模型。首先,采用高斯分布公式预测新建隧道施工引起铁路路基顶面沉降;然后,将轨道视为无拉力弹性地基上的梁,推导路基沉降引起轨道挠曲变形计算式。通过与室内模型试验结果和现场监测数据比较,对提出的理论模型进行验证。探讨铁路线路与新建隧道间的水平夹角、钢轨抗弯刚度、路基顶面沉降槽宽度系数对钢轨挠曲变形的影响规律。该计算条件下,当路基沉降槽宽度系数小于2 m,新建隧道垂直下穿施工将导致上方有砟铁路轨枕产生局部空吊现象;增大钢轨抗弯刚度,可以减小钢轨挠曲变形幅值;增大铁路线路与隧道之间水平夹角,可以减小钢轨挠曲变形波长;增大路基沉降槽宽度系数,轨道挠曲变形幅值逐渐减小,并且波长逐渐增大。