竖向平行双隧道开挖对邻近群桩变形的影响

为了研究砂土地层中竖向平行盾构隧道施工引起邻近群桩的变形与各影响参数间的一般性规律,基于离心模型试验,采用PLAXIS 3D建立竖向平行双圆隧道邻近既有群桩开挖三维数值模型。通过与离心模型试验实测结果对比,对数值模型进行验证,并研究了土体参数、隧道和桩基尺寸对群桩沉降和倾斜的影响规律。研究结果表明:隧道开挖引起的群桩沉降和群桩倾斜度随土体模量、地层损失率、隧道直径的增大而增大,随桩基长度的增大而减小;且当下部隧道位于群桩正下方时群桩沉降受土体模量、地层损失率、隧道直径、桩基长度的影响较大;当下部隧道位于群桩桩趾水平处时群桩倾斜受土体模量、地层损失率和桩基长度的影响最大;土体模量大于35 MPa后,群桩沉降不再增加;土体模量大于20 MPa后,群桩倾斜度变化明显放缓;当双隧道均位于群桩一侧时,桩基长度大于35 m后群桩沉降基本不再变化;第二隧道位于群桩正下方时,当桩基长度大于45 m后群桩沉降和倾斜度变化量明显减少。

平行双隧道的开挖对邻近既有隧道的影响研究

结合实际工程案例,采用数值模拟法研究新建双线隧道在开挖时对邻近既有隧道的影响。研究结果表明:当新建隧道下穿既有隧道时,隧道的埋深越大对地表的影响越小,对既有隧道拱顶的竖向位移影响也越小;当新建隧道上穿既有隧道时,隧道的埋深越大对地表的影响越小,但对隧道拱顶竖向的位移越大。希望能为新建隧道工程提供参考。

曲线平行双隧道施工引起的地表沉降规律分析

曲线双隧道开挖不同于直线型隧道,近年来曲线线型多应用于地铁隧道。为研究地铁常见的曲线平行双隧道施工引起的地表沉降规律,基于吉隆坡MRT一期北段工程的施工实测数据,对4个位于不同曲线半径处的观测面沉降数据进行了分析。分析结果表明:单线曲线隧道引起的地表沉降槽有不对称现象,最大沉降值位置在隧道轴线下方;当覆土厚度等于隧道轴线距离时,曲线平行双隧道引起的地表沉降槽为对称的高斯分布,最大沉降位置在双线隧道中线位置处;随着曲线半径减小,地表沉降量将增大,当半径减小到300 m时沉降显著增加,减小千斤顶速度对减小沉降量影响不明显,应保持合理的土仓压力并适度提高注浆量。

平行双孔隧道开挖变形三维数值分析

基于Gibson土建立平行双孔隧道的三维实体结构计算模型,考虑衬砌与周围土体的共同作用,并在盾构开挖面处施加表面力以模拟切削刀盘的推进力效应,分析平行双孔隧道同步开挖及不同滞后距离异步开挖时隧道相互作用所引起的周边土体变形及收敛形式。研究表明,平行双孔隧道异步开挖时,滞后距离对超前开挖隧道周围的竖直沉降影响微小,而对后挖隧道断面竖直沉降以及左右隧道水平位移的影响较大;随两隧道间距的增加,开挖时相互的影响会随之减小。

双平行圆形隧道稳定的塑性极限分析上限解

从塑性极限分析上限法的基本原理出发,通过分析单圆形隧道4种类型垮落机制所获得的稳定率上限解,构建黏土层中双平行圆形隧道的垮落机制,阐述双平行圆形隧道稳定与垮落间的临界稳定分析过程,导出浅土层中双平行圆形隧道稳定率的上限方程。该方程根据隧道间不同距离,综合两隧道重叠(单隧道)、两隧道相接触、相互影响的双隧道以及互不影响的两单隧道的稳定特征。通过该方程进一步讨论土重对双隧道稳定率上限解的影响。最后,由离心模型试验结果证实其上限解的正确性。

近距平行双线盾构隧道地表沉降曲线分析

由于盾构隧道的修建过程极易造成周边土体变形,因此,准确预测盾构施工引起的地表沉降是盾构工程亟待解决的难点问题之一。依托西安地铁某区间双线平行隧道工程,采用数值模拟与现场监测的方法,分析了双线平行盾构隧道开挖对地表沉降造成的影响。研究的结果表明:在隧道埋深一定时,随着两隧道间距的增大,沉降曲线的最大沉降值逐渐减小,沉降曲线逐渐地由单峰状态演变为双峰状态;在隧道间距一定时,随着两隧道埋深的增加,沉降曲线逐渐由双峰状态变为平缓曲线最终变为单峰状态。通过计算结果得到了地表沉降曲线单、双峰分界函数,并讨论了不同土层参数对沉降曲线规律的影响,为以后盾构隧道施工引起的地表沉降预测提供了参考。

平行隧道开挖引起上方既有隧道的纵向变形研究

城市地铁隧道大多数采用平行双洞的布置形式作为隧道设计施工方案,根据不同的地层条件等因素采用盾构法或暗挖法施工。由于城市地下空间变的越来越拥挤,研究新建平行双洞隧道施工过程中对邻近既有隧道的影响程度问题显得尤为重要。本文基于两阶段分析方法研究预测平行双洞隧道开挖引起上方已建隧道的纵向变形的简化解析方法。首先,采用两高斯曲线叠加,计算新建平行双洞隧道施工引起的作用在既有隧道上的附加荷载。然后,将既有隧道考虑为Winkler地基上的Timoshenko梁,建立既有隧道纵向变形的基本微分方程,并基于Galerkin法进行求解。将本文提出的简化解析方法得到的结果与工程沉降实测数据进行对比以验证本文提出的预测方法的合理性。最后,进行了参数敏感性分析,研究了不同隧道相互位置、地层损失率、相对抗弯刚度和地层土性参数等对结果的影响规律。

盾构法隧道施工对邻近摩擦单桩影响的研究

采用对隧道洞室周边及开挖面的土体施加由盾构机引起的各种荷载的方法模拟盾构施工,通过变化隧道埋深、隧道数量及开挖顺序研究盾构法开挖隧道对邻近摩擦单桩的影响。计算结果表明,隧道与桩的水平距离不变时,隧道埋深存在一个临界值,当隧道埋深为此临界值时隧道开挖引起的桩顶沉降、桩身侧移最大;隧道埋深较小时,隧道开挖会使桩产生较小的上移;隧道与桩的水平距离缩小相同值时,隧道埋深越小,开挖引起的桩顶沉降增加量越大;双隧道开挖引起的桩顶最终沉降量大于单隧道开挖引起的桩顶最终沉降量;双隧道同时开挖引起的桩顶沉降量、桩顶最大侧移大于双隧道先后开挖引起的桩顶沉降量、桩顶最大侧移;无论是同时开挖还是先后开挖,垂直双隧道引起的桩顶沉降量明显小于平行双隧道引起的桩顶沉降量。