软土地层急曲线盾构隧道施工扰动位移仿真模拟

针对软土地层急曲线盾构隧道施工扰动位移及其预测控制问题,采用FEM仿真模拟分析研究。结果表明:急曲线盾构隧道施工工程中,盾构进入及离开曲线段时土体施工扰动位移显著增大,与直线盾构隧道施工相比,曲线盾构尤其应注意扰动位移的变化特征;土体损失率对急曲线盾构隧道施工扰动位移影响显著,施工过程总体峰值位移与土体损失率呈幂指数非线性关系;隧道顶板土体沉降与注浆压力呈反比例线性关系,在合理范围内增大注浆压力对抑制隧道顶板沉降乃至上覆土体沉降有显著作用。

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。

不同曲线半径盾构隧道施工扰动特性研究

为了探究不同曲线半径盾构隧道施工的扰动特性,本文以与桥桩水平净距为3.6 m的急曲线电力盾构隧道为例,建立不同曲线半径(50 m、80 m、120 m、150 m)下的急曲线隧道侧穿桥桩的三维有限元模型,分析曲线半径变化对盾构隧道施工地层以及附近桩基扰动的影响。研究结果表明:当电力盾构隧道曲线半径从150 m减小到50 m时,管片衬砌的横向与竖向变形值均有所增大,同时管片衬砌结构的第一主应力基本保持不变,第三主应力数值略有增大,管片衬砌拱底和右拱腰是应力集中的地方,施工中应重点监测;地表沉降变形最大值约为1.30 mm,且最大值位置出现在曲线内侧,随着盾构隧道的曲线半径从150 m减小到50 m,地表沉降值增大0.17%~22.90%;急曲线盾构隧道近接侧穿施工引起桩基上部出现沉降变形,而下部出现上隆变形,随着曲线半径从150 m减小到50 m,桩基变形增大1.0~1.1倍,桩基最大沉降值约为1.2 mm,处于较低水平。