软土地层三线小角度叠交盾构隧道施工影响规律及位移控制

天津地铁6号线入出段线盾构隧道上穿既有隧道,通过现场实测和数值模拟对既有隧道结构变形规律、变形影响因素、不同变形控制措施的效果进行了研究。结果表明:盾构上穿过程中既有隧道竖向位移整体呈现出隆起-沉降-隆起的变化规律;刀盘距叠交部位断面距离L=2.0D(D为隧道直径)时,叠交部位断面轴力达到最大值,L=0~2.0D时,叠交部位断面弯矩逐渐由L≤0时的横8字形转变为L≥2.0D时的三叶草形;新建隧道与既有隧道的叠交角度在15°~60°、竖向净距小于1.0D时,既有隧道竖向位移受新建隧道影响较大,实际工程中应使叠交角度大于60°,竖向净距大于1.0D;设置支撑台车后,支撑台车影响范围约为2倍台车长度,在影响范围内横断面位移得到控制,但随着支撑台车离开,原来位置处对位移的控制效果逐渐消失;与不注浆相比,深孔注浆加固后既有隧道竖向位移最大值和水平位移最大值分别减小了67.4%、76.0%。

城市轨道交通双线叠交盾构隧道合理竖向净距研究

为了确定城市轨道交通双线叠交盾构隧道的合理竖向净距,建立双线叠交盾构隧道数值模型,分析新建隧道与上方既有隧道交角α分别为0°及90°,且其竖向净距L分别为1 m、2 m、3 m、4 m、5 m、6 m共12种工况下,新建隧道施工所引起的既有隧道整体结构产生的位移。以北京新建地铁14号线望京站—阜通站区间隧道工程下穿既有15号线望京站—望京西站区间隧道为例,通过建立三维有限元数值模型,选取15号线既有隧道拱顶监测点,对其进行沉降监测值与模拟值对比。结果表明:当α为0°,L分别为5 m、6 m时,既有隧道拱底沉降曲线几乎相同且远小于L分别为1 m、2 m、3 m、4 m时的,而L分别为1 m、2 m、3 m、4 m时的拱底沉降曲线较为接近,且随着双线隧道开挖结束,拱底沉降曲线整体呈增大趋势;当α为90°,L为5 m时,新建盾构隧道动态掘进对既有隧道整体影响最小;15号线既有隧道拱顶沉降实际监测值与模拟计算值存在一定偏差,但两者整体规律较为相符。由此可知,新建隧道与上方既有隧道竖向净距为5 m、6 m时较为合理。

不同叠交角度下盾构重叠隧道地层位移规律研究

以以色列“红线轻轨”项目重叠隧道为背景,在分析现场监测数据的基础上采用Rhino6和FLAC3D软件建立了三维数值模型,研究了不同隧道叠交角度下盾构重叠隧道地表沉降、地层位移规律。研究结果表明,2条隧道从平行逐渐过渡到重叠状态时,随着叠交角度的增加隧道中间处测点累计沉降量增大,但累计沉降量除了受叠交角度影响外,还与穿越地层情况密切相关;在本工程地层条件下,由于2条隧道均穿越松散的库卡K1地层,叠交角度为60°时地表累计沉降达到最大。后建隧道开挖完成后,隧道叠交角度小于45°时,沉降槽宽度增大;大于45°而小于60°时,沉降槽宽度基本不变;大于60°时,沉降槽宽度减小;达到90°时,沉降槽左右对称。两侧隧道开挖完成后,隧道叠交角度达到75°时,两侧地层均改变移动方向。研究成果为重叠隧道的设计和施工提供参考。

基于Midas GTS的桥梁建设对叠交隧道的影响分析

轨道交通沿线设立了地铁保护区。双林溪桥建设工程在杭临城际铁路工程隧道建设之后,为确保隧道工程安全性,采用Midas GTS,根据建设时序建立了多工序有限元模型,基于修正摩尔-库伦(Modified Mohr-Coulomb)岩土体本构模型,对双林溪桥建设对杭临城际铁路工程的矿山法隧道的影响进行了数值模拟。从中研究了基坑开挖和桥梁建设对矿山法隧道的影响,得到了桥梁施工期和运营期的土层、隧道位移云图。通过研究可以得出,对位于中风化基岩中的矿山法隧道,上部基坑开挖卸载对隧道影响较小,重点应做好施工控制和监控量测。

圆砾地层近距离多线叠交盾构隧道施工顺序分析

城市轨道交通网络化发展,不可避免地形成多线叠交施工,影响既有隧道运营。昆明地铁4,5号线在圆砾地层中的盾构施工,与上部既有地铁2号线形成国内罕见的3层6线隧道近距离叠交工况,以此为背景采用三维有限元方法对新建隧道群正交下穿的盾构施工过程进行了动态化模拟,对比分析了圆砾地层中新建隧道群在不同开挖顺序下地表沉降变化规律、新建隧道群对既有隧道的变形和应力、应变影响。结果表明,新建隧道群在不同施工顺序下对地表沉降、既有隧道沉降、弯矩及应力、应变均有显著影响;新建隧道群对地表沉降和既有隧道沉降变化具有一般规律性;不同施工顺序下对周边土体及既有隧道的影响峰值基本位于同一位置;对比3种施工顺序,下部隧道先施工对地表和既有隧道的影响较小。

多线叠交盾构下穿既有隧道数值模拟分析

针对西安地铁15号线某盾构区间隧道近接正交下穿既有地铁2号线区间隧道施工过程中的重难点问题,采用三维非线性有限元分析方法研究四线叠交的复杂工况,考虑盾构不同注浆压力和土仓压力作用下新建隧道的施工对既有隧道变形影响及地表响应规律,对叠交段采取的袖阀管预注浆加固效果进行验证。研究结果表明:距既有隧道中心线2.0~1.6和1.5~3.0倍洞径范围内,隧道沉降量均随注浆压力和土仓压力增大而减小;新建隧道的先左后右顺序施工会造成既有隧道结构产生二次沉降;叠交段地层预加固可使既有隧道和地表沉降最大值分别减小为未加固时的75%和50%,隧道结构变形趋势由未加固时的“W”形变为加固后的“V”形,且沉降量最大位置也发生改变。研究成果可为多线叠交下穿工程的设计和施工提供借鉴。

小净距隧道并行叠交段施工技术研究

小净距空间隧道并行叠交段盾构与暗挖近接施工技术为城市轨道交通建设中的难点,为更好地研究并行叠交段的理学效应,以南宁市轨道交通1号线某工区并行叠交段为背景,采用数值分析软件建立模型,对“盾构先行”和“浅埋暗挖先行”两种开挖顺序进行分析。研究结果表明:隧道位移在施工过程中会随着净距的变化而产生相应的叠交现象;隧道围岩主应力与最大剪切力差较大,会引起局部坍塌,施工时应采取相应的隔离措施。

地铁单圆盾构隧道与类矩形盾构隧道叠交方案研究

宁波某地铁工程正线单圆盾构隧道与出入段线类矩形盾构隧道叠交,基于施工时序不稳定的背景条件,借助Plaxis3D软件建立三维有限元模型,对先上后下、先下后上等方案进行研究,比选不同方案对区间隧道的变形影响,其中先下后上方案区间隧道变形较小,予以推荐,同时建议采取一定的地基加固保护措施。

多线叠交盾构隧道近距离穿越施工扰动机制研究

多线叠交盾构隧道在地下空间内布置形式繁多,土体-隧道间相互作用机制复杂。针对多线叠交盾构垂直上穿、垂直下穿和上、下夹穿3种典型穿越施工形式,根据盾构隧道近距离施工的技术特点和控制要求,采用排液法重点分析了施工中因地层损失和开挖卸荷引起的地表沉降以及既有隧道纵向变形规律,并通过构建三维弹塑性有限元动态模型,与部分试验结果进行了对比验证。研究结果表明:上穿施工中,地表沉降较大,既有隧道均呈现上浮趋势;下穿施工时,地表沉降较小,既有隧道均呈现下沉趋势;先下后上穿越施工在各阶段引起的地表沉降变化均匀,最终地表沉降量相对较小;先上后下穿越施工时既有隧道变形曲线曲率大,既有隧道变形呈现反复震荡变化。成果可为类似多线叠交隧道工程的施工提供理论指导。

近距离多线叠交盾构施工对既有隧道变形的影响研究

针对上海地铁新建11号线先下后上近距离穿越既有4号线,形成三层隧道四线叠交的特殊工况,采用有限元数值模拟和现场监测相结合的方法,考虑既有隧道周围土压力的分布规律,研究了盾构下穿施工时土仓压力和注浆压力以及上穿施工时压重范围和压重量对既有隧道变形的影响。研究结果表明:下穿施工结束时,既有隧道的沉降量不随土仓压力比的改变而改变,但随注浆压力比的减小而增大;上穿施工应采取压重措施预防既有隧道的上浮和局部隆起变形,宜遵循新建隧道同步压重为主,既有隧道压重为辅的原则。

近距离叠交隧道盾构施工对老隧道影响的数值模拟

以上海市轨道交通明珠线二期工程浦东南路站-南浦大桥站区间近距离叠交隧道盾构施工为研究对象,采用三维非线性有限元,对近距离叠交情况下后建隧道盾构施工引起老隧道衬砌的应力和变形进行了模拟,并研究了土层性质、隧道覆土厚度、隧道间相对位置、隧道间相对距离等因素与隧道间影响的关系。结果表明,隧道间相对位置、相对距离对隧道间相互作用的影响非常大,应引起足够的重视。

多线叠交盾构隧道近接施工模型试验

多线叠交软土盾构隧道是随地铁建设不断发展而出现的一种复杂隧道空间布置形式.针对多线叠交盾构隧道垂直上、下穿2种典型穿越施工形式,借助室内模型试验,根据盾构隧道近接施工的技术特点和控制要求,采用排液法,重点分析了多线叠交盾构隧道在各穿越阶段下因地层损失和开挖卸荷引起的地表沉降以及既有隧道纵向变形规律.分析结果可为今后类似多线叠交盾构隧道工程的设计和施工提供理论指导.

多线叠交盾构施工引起土体变形数值模拟分析

针对上海地铁十一号线徐家汇站至上海体育馆站施工区间隧道四线叠交的复杂穿越形式,采用三维有限元方法,模拟了多线叠交盾构隧道施工的整个过程。利用单元生死技术和重复设定单元属性等方法实现土体卸荷、盾构推进、管片拼装以及注浆硬化等动态施工过程,针对多线叠交盾构施工穿越既有隧道区域所引起的地层变形进行了分析,将得出的数值模拟结果与监测结果进行对比,研究结果表明,地表沉降最大值的位置与盾构机顶推面位置有一定关系;当两线隧道穿越完成后,地表沉降的最大值位置与单线隧道穿越引起的最大值位置相比会发生一定量的偏移。研究成果可以为多线叠交盾构隧道施工区域保护技术的实施提供一定的理论基础。

地铁荷载作用下叠交隧道长期沉降的半解析法

将软土中隧道结构的长期沉降分为三部分:一是隧道底部土体蠕变变形引起的沉降;二是交通荷载长期循环作用引起土体累积变形产生的沉降;三是交通荷载引起土体累积孔压的消散产生的再固结变形导致的沉降。采用Mesri蠕变模型,可考虑土应力历史循环累积变形和累积孔压模型,并通过三维有限元数值模拟,获得相应模型中的应力计算参数,同时利用软土三轴试验研究结果获得相应模型的试验常数,运用分层总和法计算隧道沉降,提出一套叠交隧道长期沉降的预测方法,并对上海西藏南路隧道与地铁8号线叠交段长期沉降进行计算预测,计算结果接近于地铁实测长期沉降规律。

盾构叠交穿越施工引起的既有隧道变形分析

针对上海新建11号线盾构隧道夹穿地铁4号线的工况,采用数据监测的方法,分析了先下后上穿越施工引起的既有隧道变形规律,采用三次样条插值法对变形曲线进行了拟合,并得出了穿越段全长纵向的变形曲率.基于改进的隧道纵向等效化连续模型,得出了隧道纵向变形曲率与环缝张开量的关系,并结合行业规范,对先下后上多层次穿越引起的既有隧道变形提出了建议控制指标.研究结果表明:新建隧道先下后上夹穿既有隧道时,应控制开挖工程中的最大变形量;内外圈的变形集中在上行线隧道中心线左右2.5倍盾构外径范围内;下穿施工时,外圈由于先期扰动,沉降量较内圈更大,先期扰动影响主要集中在外圈中心区域.研究成果为地铁叠交穿越,尤其是先下后上穿越既有隧道的保护提供了一定的理论基础.

软土叠交隧道全寿命周期绿色管理综合评价研究

随着城市地下空间不断开发,多线叠交隧道形式的出现与日俱增,建设破坏程度加剧,倘若管理方法选择不当,必将对工程周边环境造成巨大影响,因此,对建设管理者也提出更高的要求。针对多线叠交隧道建设复杂、环境影响因素众多的特点,基于多层次灰色理论,构建了灰色层次分析综合评价模型,并给出一般性的评价步骤。结合上海地铁11号线穿越既有4号线建设工程,对该盾构隧道工程在决策阶段、施工阶段和运营阶段的绿色管理方法进行灰色评价。经研究表明:上海地铁11号线穿越4号线建设项目在决策阶段、实施阶段和运营阶段的管理方法符合绿色管理的标准,与实际吻合,因而灰色层次分析评价法可为叠交隧道建设等半透明问题的评价提供可靠保证。

盾构叠交隧道地层移动分析

用盾构法在软土中建造叠交隧道有一个重要现象:当一条隧道在另一条相邻隧道上方掘进时,在没有欠挖或过量压浆等施工因素的影响下地面仍然会隆起。文中对此作了探讨,依据弹性理论提出一个地面隆起变形公式,将该公式与地面沉降的派克(Peck)公式进行叠加,建立了盾构叠交隧道地层移动的数学模型,分析了黄浦江行人观光隧道掘进跨越上海地铁2号线时的地层移动,计算结果与现场测试相符合。

相邻隧道长距离叠交施工的数值模拟

采用三维非线性有限元对相邻长距离叠交隧道盾构施工的整个过程进行了模拟 ,研究了叠交隧道共同影响下的地面沉降规律及长距离叠交情况下后推进隧道盾构施工引起先建隧道的位移情况。研究表明 。

观光隧道盾构叠交施工技术初探

重点介绍运用首创“盾构施工专家系统” ,实施了盾构穿越叠交点施工的技术创新和实时监控 ,填补了我国在大直径铰接式土压盾构叠交施工领域的空白。

立体车库施工对邻近浅埋叠交隧道的影响分析

重庆市某立体车库基坑及主体施工涉及建筑结构-基坑-基础-岩体-两江桥隧道-轨道区间隧道结构、变形关系复杂,从受力和变形两方面分析立体车库施工对两江桥隧道和轨道区间隧道的影响。