盾构隧道近接斜交侧穿桥梁桩基变形计算方法

以圆形截面桩为例,基于修正后的Loganathan公式,利用文克尔弹性地基梁模型、m法计算理论和荷载传递法,建立盾构隧道近接斜交侧穿既有桥梁桩基的变形计算方法.通过现场监测结果验证计算方法的工程适用性,并利用该方法分析侧穿桥梁桩基施工引起桩身水平挠曲变形的主要影响因素.结果表明:桩身水平位移和桩顶竖向位移的理论计算结果与监测结果之间的最大误差分别不超过14.6%和2.7%.与现有方法相比,所提方法的计算结果更接近实测值.入土段桩身水平挠曲程度与隧道轴心和桩基中心轴线之间的水平距离、隧道侧穿斜交角呈负相关;最大水平挠曲位移与隧道侧穿斜交角呈负相关.当水平侧穿距离为6.0 m时,最大水平挠曲变形为7.4 mm;当隧道盾构侧穿斜交角为70.0°时,入土段桩身最大水平挠曲位移为15.4 mm.

急曲线电力盾构隧道侧穿桥桩扰动特性研究

为探究急曲线电力盾构隧道施工对邻近桥梁桩基受力特性的影响,以转弯半径50 m的急曲线电力盾构隧道为例,建立不同水平净距下急曲线隧道侧穿桥桩的三维有限元模型,分析隧道和桥桩的水平净距对桩基变形和受力特性的影响。结果表明:数值模拟的地表沉降值与Peck公式理论值的计算相对误差在4%~19%之间,属于正常范围,说明数值计算结果是可靠的;当水平净距从3.6 m减小到1.2 m时,桩基的竖向变形值和横向变形值均增大,增率分别为143.24%和55.56%,同时最大轴力和最大弯矩分别增大了2.08倍和3.00倍;隧道埋深处曲线内侧的桩基附加弯矩最大,受力最不利,施工过程中应重点监测;墩柱在净距为1.2 m时的差异沉降值为0.32 mm,倾斜率为0.014%,均小于规范允许值。

骨间前动脉背侧穿支的显微解剖

目的观察骨间前动脉背侧穿支的数量、起始处管径、供养范围及其与骨间后动脉分支的吻合情况。方法新鲜成人前臂标本13侧,红色乳胶灌注动脉并凝固后,解冻标本进行解剖。取10侧前臂标本,去除前臂皮肤、前臂屈肌后,显露骨间前动脉及其背侧穿支,测量并记录骨间前动脉背侧穿支的数量、起始处管径。沿桡侧腕屈肌和指伸肌的间隙向深层解剖,观测骨间前动脉背侧穿支的数量及其对前臂背侧伸肌的供养范围。取13侧前臂标本,解剖后在前臂背侧浅层伸肌的肌间隙、深层伸肌的肌间隙以及深浅两层伸肌之间的肌间隙中,观察骨间前动脉背侧穿支与骨间后动脉的分支吻合情况。结果10侧标本合计有骨间前动脉背侧穿支94支,每侧标本骨间前动脉背侧穿支数量7~12(9.4±1.5)支,起始处管径0.21~1.56(0.70±0.34)mm。骨间前动脉背侧穿支穿过骨间膜后主要供养前臂背侧深层伸肌,在前臂远端三分之一还发出肌支供养指伸肌、小指伸肌。13侧标本中,骨间前动脉背侧穿支与骨间后动脉分支之间单支吻合7侧、双支吻合5侧、无吻合1侧。结论骨间前动脉背侧穿支数量较多且起始处管径较粗大,主要供养前臂背侧深层伸肌、指伸肌、小指伸肌。骨间前动脉背侧穿支与骨间后动脉分支之间有单支吻合、双支吻合以及无吻合3种情况。

砂卵石地层矿山法隧道长、近距离平行侧穿地铁既有线施工技术

新建北京地铁16号线丰台站至丰台南路站矿山法暗挖区间长、近距离平行侧穿既有北京地铁9号线丰台东大街站至丰台南路站暗挖隧道。新暗挖隧道开挖对既有线运营安全影响较大,同时既有线运营期间对新隧道初期支护、二次衬砌施工有较大扰动,为保证既有地铁线路的结构安全、运行稳定以及新隧道初期支护、二次衬砌施工安全,采用“深孔预注浆加固地层+上下导洞(增设临时仰拱)+台阶法”的施工工艺,对施工全过程既有线和新建隧道结构的变形值进行了有效控制,通过分段拆除临时仰拱,及时完成二次衬砌合龙,使得新建地铁线路顺利完成,既有地铁线路的运营也未受影响,本长、近距离侧穿段的顺利施工得到了广泛认可。

地铁隧道盾构侧穿多个既有立交桥桩工程影响研究

以河南省郑州市轨道交通某区间隧道侧穿桥桩为背景,采用有限元分析方法,对盾构双隧道施工影响下既有桥梁桩基变形及内力进行分析。通过数值分析得出以下结论:盾构隧道侧穿通过既有桥桩时会引起桥桩水平及竖向不均匀变形,桩体在隧道轴线处产生弯曲及倾斜;桩身在局部产生负摩阻力;双隧道轴线内部桥桩受双隧道共同作用出现二次相反方向变形,施工时应采取必要措施对其进行维护,避免桩体出现破坏。

盾构隧道近侧穿复建桥桩基扰动分析

随着城市地下轨道交通的快速发展,越来越多的地铁区间隧道下穿城市地表建筑物基础,盾构推进开挖过程对临近桩基产生扰动,可能引起桩基倾斜甚至倒塌,同时盾构隧道开挖过程易引起地表和地层沉降。采用Midas GTS NX 2020软件对嘉善地铁区间隧道近侧穿复建智果桥桩基进行了仿真分析,获取了掘进过程中临近桩基偏移变化规律、地表沉降规律。研究表明:区间隧道最大沉降位于隧洞中线正上方地表;单侧隧洞开挖引起的桩顶向近隧道方向偏移;双隧道贯通后,区间隧道外侧桩基偏移继续增大,两隧道之间的桩基偏移减小。研究具有理论价值,并对同类工程开挖施工具有参考意义。

盾构近距离侧穿建筑物施工技术研究

地铁盾构隧道掘进使土体的应力状态发生变化,对周边建筑物造成影响。为最大限度地减少盾构施工对临近建筑物造成的危害,以招远路站—外环辅道站区间地铁隧道近距离侧穿海河楼盾构施工为例,对设备选型、掘进参数、注浆控制进行分析与控制。通过监测结果可知,该区间居民楼最大沉降值符合要求,证明该施工技术的有效性,确保了地铁盾构隧道近距离侧穿建筑物的安全性。

超大直径泥水盾构掘进侧穿密贴建筑物措施及监测分析

珠海市兴业快线(南段)隧道工程是国内目前直径最大的双层叠落盾构工程,采用15.76 m超大直径泥水盾构开挖主线隧道。超大直径盾构施工对环境的扰动更为明显,且工程周边环境复杂,邻近地下管线和建筑众多,为避免隧道开挖对结构造成不可逆的破坏,综合考虑工程实施过程中的各类扰动因素,本研究总结了盾构侧穿建筑物的施工控制措施,并对控制效果进行评定。结果表明,采取上述措施后在侧穿密贴建筑期间,有效控制了地表沉降和建筑物沉降变形,保证了周边结构安全性和施工安全性。

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。

大直径泥水平衡盾构近接侧穿高架桥群影响分析

依托成都至浦江铁路紫瑞隧道盾构区间工程,结合对周边地质条件、施工难度、施工安全的分析,提出了大直径盾构盾体减阻及防沉降工法,并对其中大直径泥水平衡盾构侧穿高架桥群工况进行三维数值模拟,计算了隔离桩方案对于桩基加固的效果。结果表明:伴随土压力的增大,桥梁桩基的水平位移随之增大;桥梁桩基的水平位移随着深度增加先增大再减小;对比隔离桩和桥桩的水平位移,可知桥桩的最大水平位移明显小于隔离桩的水平位移,说明隔离桩取得了较好的效果。研究结果为保证盾构掘进安全性,减少高架桥变形沉降提供了重要的理论支撑。

大直径盾构连续侧穿多种建筑物安全施工控制技术研究

为解决大直径盾构连续侧穿多种建筑物时沉降变形的风险,对安全施工控制技术进行了研究。分析了该安全控制技术的工艺原理及工艺流程,重点指出了该工艺的技术控制要点及安全环保控制措施。提出了建筑物沉降变形监测方案,并对该技术工艺效果进行了分析,证明工艺技术效果显著。安全施工控制技术能有效控制地面沉降和土体沉降,从而有效控制建筑物变形,确保了施工安全和周边建筑物安全。技术安全环保,工艺性强,施工效果明显,可广泛应用于城市内施工的直径大于6m的盾构隧道工程。

哈尔滨市轨道交通3号线盾构侧穿康安路桥影响分析与研究

哈尔滨市轨道交通3号线二期工程盾构推进至河山街站-丁香公园站区间时,侧穿哈尔滨市康安路桥,主要穿越粗砂、粉质粘土层。该桥已建成年限较长,相关资料缺失,桩长、桩径及位置等主要信息均是通过物探手段获取,经探测盾构外边线与桥桩最近水平距离约为2.1m,考虑到物探技术精确度存在一定偏差,实际桥桩信息难以判断,盾构掘进过程存在不确定风险,为保障实施安全,本次研究基于中性点原理,利用MADIS-gts有限元软件对穿越过程进行三维仿真模拟,分析盾构穿越前后桥桩沉降、水平位移以及地表变形等情况,预判中性点位置,并根据分析结果开展专项设计,提出盾构掘进相关技术控制措施,为后续哈尔滨市盾构侧穿桥桩、建筑物等积累经验。

地铁盾构侧穿桥桩基施工技术

城市地铁隧道的开挖,常常要在建(构)筑物密集的地区进行,不可避免地要下穿(侧穿)房屋、高架、管道、涵洞等。盾构下穿(侧穿)既有建(构)筑物的过程中,会对地层产生扰动,施工风险非常大。文章采用三维有限元数值模拟方法,进行模拟推进试验,提出盾构穿越中控制与调整掘进参数控制、姿态,盾构穿越后采用二次注浆、洞内加固等措施,将地层扰动和沉降变化控制在合理范围内;实际施工监测数据验证了该技术方案的可行性。

城市轨道交通隧道矿山法暗挖侧穿高架桥的施工影响

目的:合肥市轨道交通线路暗挖工程存在多次侧穿高架桥的情况,需研究隧道结构近接侧穿高架桥的施工影响,选用合理的施工方案,以有效提高施工的安全性。方法:以合肥市轨道交通2号线天柱路站附属1号出入口CRD(交叉中隔墙)法暗挖隧道工程为研究对象,采用MIDAS GTS/NX数值模拟软件建立了不同施工工况下的数值模型,对长江西路高架桥的桥梁承台及立柱变形、桥梁桩基变形、高架桥附近地面沉降进行了分析,并将数值模拟结果与现场的实测结果进行对比。结果及结论:监测点地面沉降实测变化曲线与模拟曲线基本一致,验证了模拟计算的准确性。对于侧穿既有高架桥梁的浅埋暗挖隧道施工而言,先开挖远离高架侧施工部的工况优于先开挖靠近高架侧施工部的工况,且CRD法中6 m台阶长度工况优于3 m台阶长度工况。隧道上方地面沉降在CRD工法前3部开挖及拆撑时产生的变化较大,而后趋于稳定;承台边缘地面沉降因桥梁桩体对地层的摩阻力限制有所减小。浅埋暗挖隧道侧穿施工对桥梁承台和桩基水平变形的影响大于其竖向变形的影响,对靠近浅埋暗挖隧道侧承台和桩基的影响大于远浅埋暗挖隧道侧承台和桩基的影响。

隔离桩对盾构隧道侧穿邻近建筑物的沉降控制效果评估

为研究盾构隧道侧穿邻近建筑物工程中隔离桩的沉降控制效果,以杭州市某侧穿邻近建筑物施工区段为例,基于FLAC3D软件建立有限差分模型对隔离桩加固下的建筑物基础进行确定性分析,同时结合均匀设计方法、响应面法和有限差数值模拟分析法耦合蒙特卡罗算法开展可靠度分析,以评估隔离桩的加固成效。通过对比有、无隔离桩两种工况,结合确定性分析和可靠度分析结果,评估隔离桩对盾构侧穿邻近建筑物引起的基础沉降控制效果。研究结果表明:隔离桩能有效减小盾构施工引起的建筑物基础竖向位移,且离隔离桩越近,建筑物基础的沉降控制效果越好;在考虑黏聚力和内摩擦角的不确定性分析中,设置隔离桩不仅可以减小基础沉降数值,还能降低计算结果的不确定性;与确定性分析方法相比,可靠度分析方法考虑了参数的不确定性,能更合理地描述隔离桩加固结构的安全性。本评估法可以作为评估盾构隧道开挖工程控制措施安全性的方法。

盾构隧道近接侧穿引起桥梁桩体的变形规律

目的:当盾构隧道侧穿临近桥梁的桩体时,会引起桩体发生一定的竖向变形和水平变形,因此有必要对桥梁桩体的变形规律进行研究。方法:建立数值计算模型,并进行可靠性验证;分析8根桩体的水平变形量及沉降量;基于数值计算模型分析盾构隧道施工时,各桩体x向水平变形量、y向水平变形量及沉降量;分析盾构施工桩体x向水平变形量的影响因素;对比分析盾构施工对各桩体实际沉降量的影响。结果及结论:距离左线盾构隧道最近的1号桩的沉降量最大,2号桩—8号桩的沉降量显著小于1号桩;右线盾构隧道施工产生的扰动对距离右线盾构隧道较远的桩体影响较小;盾构侧穿桥基对桩体水平x向的变形影响最为显著;随着盾构隧道直径的增大,桩体的最大水平变形逐渐增大;随着隧道埋深的增加,桩体的x向最大水平变形量先增大后逐渐减小。盾构侧穿过程会导致桩基产生较大的沉降,贯通后,土体负摩阻力将会消失,进而使得桩体产生一定的回弹。

高速铁路大直径盾构隧道超近距离侧穿墩台独桩基础变形控制

针对广湛高速铁路(广州—湛江)湛江湾海底大直径盾构隧道超近距离连续侧穿湛江海湾大桥A匝道墩台独桩基础工程,提出了全方位高压旋喷桩加固+洞内注浆+布置临时支墩的变形控制方案。经数值检算将10 mm作为墩顶沉降控制值,能够保证既有结构安全。盾构通过时邻近的A3#、A4#桥墩均先隆起后沉降,且沉降起始时间在盾构刀盘通过之前,施工中应注意合理控制切口压力。采用全方位高压旋喷桩加固后,桥桩与周边地层固结为一体,有利于减小地层沉降,进而控制桥墩沉降。经现场监测,穿越期间桥墩累计沉降最大值为0.71 mm,满足变形控制要求。

双线铁路隧道侧穿对既有建筑物的影响分析

结合锦承线铁路扩能工程东南山铁路隧道侧穿既有建筑的工程实例,基于数值分析方法对隧道施工全过程进行模拟,评价新建隧道建设过程中及隧道建成后对既有建筑物的影响程度,提出保证新建铁路建设安全、保证既有建筑安全的要求和措施。研究结果可为类似工程的设计与施工提供借鉴及参考。

盾构隧道侧穿群桩遮拦效应分析

为研究盾构侧穿高架桥桩条件下掘进压力和注浆压力对群桩遮拦效应的影响,以杭州地铁7号线盾构隧道侧穿高架桥桩基群为背景,采用三位数值模拟软件Midas GTS NX进行数值模拟,并与监测数据进行对比。结果表明:(1)掘进压力对桩基水平位移和弯矩影响较大,注浆压力对桩身弯矩和轴力影响较大;(2)掘进压力对群桩遮拦效应的影响较大,注浆压力对群桩遮拦效应的影响较小。

郑州地铁隧道侧穿建筑物控制措施及监测分析

郑州市地铁八号线一期工程施工的龙湖中环路站~郑大一附院(东区)站的盾构隧道侧穿龙之梦东苑建筑物,在其地质条件和周围环境条件背景下,由于此区域靠近盾构到达段,地层应力损失严重,地层稳定性差,易发生涌水、塌方的风险,导致周边建筑物及管线变形过大甚至破坏,因此确保侧穿建筑物的盾构施工安全为一大重点。针对此情况采取了对盾构机的适应性设计和参数设定等,以及注浆、加注泡沫的地层加固改良措施,并进行地面沉降与建筑物沉降监测。结果显示,采取控制措施后,地面及建筑物沉降得到有效控制,确保了侧穿建筑物施工的安全。