不同基坑开挖卸荷方案对既有地铁隧道结构的影响研究

随着城市建设不断推进,地下工程进入快速发展时期,基坑工程对下方既有结构的影响不可忽略。基于此,文章以某换乘地铁站项目上方基坑开挖为例,通过FLAC3D数值模拟软件,分析既有隧道结构上方基坑在一次性开挖、分区开挖、跳挖方案下隧道洞顶结构的变形状态。分析结果表明,无论是否考虑反压作用,3种方案下洞顶结构竖向最大变形排序均为:一次性开挖方案>分区开挖方案>跳挖方案,跳挖方案相较于一次性开挖方案和分区开挖方案隧道洞顶最大位移分别减少了48.6%、38.3%,可有效降低基坑开挖变形量。相关研究可为此类工程施工方案选择提供参考和借鉴。

下穿通道施工全过程对既有地铁隧道变形的影响

为研究下穿通道施工全过程对邻近既有地铁隧道的变形影响,以郑州市金水路(西三环至东四环)项目东明路行人非机动车下穿通道工程为背景,采用有限元软件Midas GTS建立三维数值模型,分析顶管及基坑施工过程对既有地铁隧道的变形影响;总结了新建下穿通道施工全过程对邻近既有地铁隧道的水平位移和沉降变化特征,并将模拟值与工程监测数据进行对比分析,验证数值模型的可靠性。结果表明:下穿通道工程施工全过程中诱发地铁1号线隧道的最大水平位移为0.52 mm,最大竖向位移为2.12 mm,既有地铁隧道的水平位移及竖向位移最大值均满足控制标准。本文研究成果可为类似工程的设计、施工和监测提供一定的参考和借鉴。

盾构隧道下穿既有建筑施工监控分析

以成都某轨道交通工程盾构下穿既有公安局工程为背景,提出洞内深孔注浆和地层注浆加固的控制措施,通过数值模拟方法建立三维地层结构模型,模拟盾构全开挖过程,探明盾构近接穿越过程中地层以及建筑物的受力特性。结果表明,地层沉降在开挖过程中持续增长,增长速率在掘进至建筑物下方时最大;在开挖下穿段,管片变形变化显著;“工”字形建筑物两端沉降相对更大且在靠近线路处沉降达到最大,建筑物倾斜变形在掘进至正下方时最为明显。结合施工监测数据,在掘进过程中应及时根据监测数据调整盾构参数,保证建筑物沉降量与变形速率均满足施工监测要求。

囊袋式注浆对盾构下穿高速铁路路基沉降的控制效果

高铁路基的沉降变形是影响运营安全的重要因素,盾构下穿既有高铁线路施工可诱发高铁路基沉降变形。为有效控制高铁路基沉降,基于数值模拟探究了囊袋式注浆作为高铁路基沉降主动控制措施的有效性。结果表明:注浆囊袋对其周围土体的影响具有局部性,地层等效塑性应变随注浆体埋深的增加而增大,且塑性区厚度通常小于注浆囊袋膨胀厚度的3.0倍。囊袋的埋设深度和膨胀直径对路基抬升整治范围有影响,囊袋埋设越浅其膨胀后对路基抬升的影响效果越明显,且路基表层的隆起变形曲线符合高斯方程。提出了盾构下穿高铁路基时囊袋式注浆控制措施下路基沉降预测模型,可指导盾构下穿高铁路基的沉降控制。

泥水平衡顶管下穿运营铁路施工安全影响分析

结合某电厂至呼和浩特市长输供热管网工程泥水平衡顶管施工项目,采用数值模拟的方法,对顶管穿越段京包客专、京包铁路、呼王联络线路基及呼王联络线桥梁变形进行仿真分析,揭示泥水平衡套管下穿运营铁路施工对路基及桥梁的影响。结果表明:客专线路路用便梁和管棚加固、普速线路路基采用管棚加固、桥梁基础采用注浆防护后,既有运营铁路路基及桥梁的变形值均能满足铁路运营的安全要求,根据三种不同等级的铁路,所提出的三种加固设计方案均切实有效、可行。

基于智能化监测的西渝高铁青峰隧道下穿既有隧道研究

为研究新建隧道下穿开挖对既有线隧道的影响,文章通过现场调研、智能监测和数值模拟等手段,获取了既有隧道衬砌裂缝扩展、底部竖直沉降、边墙水平位移等结构稳定性指标,得出如下结论:新建隧道开挖时,上覆岩层发生倾向新隧道空间的变形甚至位移,影响了既有隧道的结构稳定性;既有隧道结构的稳定性受近接距离、埋深及断面等因素影响;既有隧道结构稳定性的智能化监测结果可以为新建隧道施工提供反馈。

既有建筑改造全过程质量安全控制

随着城市更新的推进,既有建筑改造项目日益增多。该文以重庆市首例在既有老旧房屋内部开挖下沉式地通道的大田湾市政工程房屋加固工程为例,探讨了既有建筑改造全过程的质量安全控制。该文将既有建筑改造质量安全控制分为三个阶段:检测鉴定阶段的风险预判、加固改造设计阶段的风险评估、加固改造施工阶段的风险管控。通过对原结构进行全面检测,为设计提供依据;通过对加固改造可行性和技术可实施性的静态风险评估,确定加固方案;通过施工过程中的静态和动态风险控制,保障原结构安全。该文还介绍了利用智能监测系统对房屋结构变形进行实时监测的做法。该项目的成功实施为类似工程提供了有益借鉴,对保障既有建筑改造过程中的结构安全具有重要意义。

TBM隧道下穿交角对高速铁路隧道变形影响研究

由于隧道断面尺寸不同、施工方法不同,在不同下穿角度下,既有隧道的变形沉降规律有所不同。对于埋深较大的山岭隧道,隧道交角对既有隧道变形的影响有待进一步研究。以瓯江引水工程TBM隧道下穿既有圆岩寨高速铁路隧道工程为背景,分析不同下穿交角下既有隧道的变形规律。采用了现场监测对比数值模拟的研究方法,既有隧道采用全站仪自动化监测方案,监测下穿期间既有隧道的沉降变形;通过MIDAS GTX NX建立三维数值模型,研究了新建TBM隧道下穿交角为0°、18°、58°、78°、90°的情况下既有高速铁路隧道的变形。研究表明:既有隧道拱腰处的沉降值,先开挖段略大于后开挖段;当隧道垂直相交时,既有隧道最大沉降值相对最小,但不同交角下,既有隧道最大沉降值相差不大;既有隧道沉降沿轴线方向呈“凹槽型”分布,随着两隧道交角减小,凹槽张开程度增大,既有隧道受新建隧道施工影响的扰动区域增大,且既有隧道扰动影响范围长度与隧道叠交长度呈正相关关系。为了减小既有隧道的扰动范围,建议新建TBM隧道以大角度相交的方式穿越既有隧道。

地铁盾构施工下穿既有铁路桥梁影响性分析

依托某城市5号线和8号线的盾构隧道下穿既有铁路特大桥的工程项目,本研究结合盾构隧道施工对既有桥梁影响的理论,运用有限元模拟软件进行了详细分析。重点探讨了先后左右线盾构隧道施工对既有铁路特大桥的承台、立柱、桥面以及桩基的变形和受力变化。模拟结果显示,盾构施工过程中对既有铁路特大桥的变形和受力变化影响较小,均符合相关规范要求,盾构隧道施工不会对铁路的安全运营产生明显影响。

盾构隧道下穿对高速铁路CFG桩复合路基影响规律研究

针对城市地铁隧道下穿高速铁路的施工过程中,CFG桩复合路基对地层沉降的响应机理不明确、路基的沉降预测与控制理论缺乏的问题,依托郑州轨道交通8号线盾构区间下穿郑州东站咽喉区工程,提出CFG桩复合路基沉降预测方法 .基于地基加固理论,分析CFG桩对路基的加固效果,并通过物理模型试验,研究盾构隧道下穿对高速铁路CFG桩复合路基的影响规律.研究结果表明:CFG桩可以大幅提升路基压缩模量,盾构隧道下穿不会影响CFG桩复合路基的整体性,复合路基的变形规律符合Peck沉降曲线;CFG桩复合路基能够将地层的等效内摩擦角提高约50%,降低约23%的地层沉降量;盾构隧道下穿引起CFG桩复合路基的沉降量最大值为1.65 mm,在盾构隧道掌子面距离路基中线10 m时地层开始发生显著沉降变形,其中83.6%沉降量发生在盾构穿越阶段;盾构远离阶段,路基沉降量仍会继续增大,建议沉降监测持续到沉降稳定.研究结果可为盾构隧道下穿高速铁路CFG桩复合路基的沉降预测和加固处理提供参考.

高速铁路隧道下穿尾矿库开挖安全稳定研究

尾矿库是防止环境污染的重要环保设施,一旦发生渗滤液渗漏、溃坝等,后果极为严重。当隧道从下方穿越尾矿库时,对尾矿库安全稳定存在一定影响。依托粗铅、电锌及渣综合利用工程的配套尾矿库旁大羊山隧道穿越项目,开展隧道开挖方式及尾矿库堆载对于尾矿库安全稳定的研究。经地质预报和监控量测分析,在离尾矿库较远处隧道采用控制爆破开挖,近接范围内采用机械开挖。利用数值模拟软件FLAC 3D,分别建立隧道机械开挖数值模型与尾矿库三维数值模型以分析隧道机械开挖及尾矿库堆渣对地表沉降影响。结果表明,隧道开挖造成的地表沉降对尾矿库最大影响约2.08 mm,尾矿库堆渣本身造成的地表沉降约10 mm,隧道开挖造成的地表沉降值小于尾矿库堆渣造成的地表沉降值。因此,隧道开挖不会对尾矿库安全造成影响。

盾构下穿高速铁路隧道沉降变形控制标准研究

针对新建盾构下穿高速铁路隧道变形控制难的问题,以石家庄地铁4、5号线以及北京地铁8号线等3个典型的穿越高铁工程为依托,研究下穿高铁隧道沉降变形控制标准.首先,利用有限元软件Midas GTS NX构建精细化的无砟轨道-隧道三维有限元模型,计算盾构下穿整体现浇隧道、盾构法隧道及U型槽段引起的不同沉降工况下的结构内力值,得出满足裂缝宽度限值的结构允许变形值,并且计算了满足规范限值要求的CRTSⅡ型和CRTSⅢ型轨道结构的允许变形值.然后,利用Abaqus软件构建车轨耦合动力模型,计算不同列车速度和沉降工况下车辆的安全性和舒适性指标,得出轨道高低不平顺允许值.最后,汇总各结构的允许变形值,给出结构沉降变形控制标准.研究结果表明:从结构裂缝宽度限值、轨道10 m弦长高低偏差限值和动力学最敏感指标限值方面计算的既有结构允许变形值能够作为盾构下穿高铁隧道沉降变形的控制标准,可作为现行规范的支撑与补充.研究成果可为类似风险大、要求较严的高速铁路穿越工程项目提供隧道及轨道变形控制值参考.

异形板桥桩基托换力学行为及变形规律研究

随着地铁建设的迅速发展,不可避免的穿越既有城市立交桥,对其沉降及受力状态产生重大影响。依托石家庄地铁2号线下穿建和桥桩基托换工程,利用有限元软件,建立三维有限元模型,实现了桩基托换全过程模拟,通过数值计算得出了沉降变化规律,并与现场实际数据进行了对比分析。沉降结果表明,建和桥南桥托换部位沉降较大,应加强此区域位置的监控。通过分析桥面异形板及桩基应力历史,得出:桥面异形板在施工过程中应力变化主要集中在断桩施工阶段;原始桩基在托换施工全过程中,受力表现出先减小后增大的变化规律,新建桩基有效应力呈现出持续增长的现象;断桩施工将原始桩基受力有效转移至新建桩基,盾构施工对各结构应力状态影响较小。

软弱地层下穿盾构施工隧道对既有铁路路基变形的影响分析

基于长春地铁2号线某盾构区间下穿长双烟铁路工程研究软弱地层下盾构隧道下穿施工引起上部铁路路基沉降的影响规律,采用FLAC3D有限元软件进行模拟,研究铁路路基在不同施工工况下的沉降分布规律,并分析了土仓压力、注浆压力及深孔注浆加固作用下铁路路基的沉降影响。分析结果表明:盾构左线施工对铁路路基的扰动大于盾构右线施工;既有铁路路基的沉降量不受土仓压力的影响,但随着注浆压力的增加而降低;采用深孔注浆加固后铁路路基的最大沉降量满足《普速铁路线路修理规则》中的规定。分析结果可为软弱地层条件下盾构下穿铁路路基施工提供一定的参考依据。

基于改进三阶段法的隧道下穿建筑风险评估

对地铁隧道施工可能引起的沿线建筑损伤进行风险评估具有重要意义,如何兼顾效率和准确性是隧道下穿建筑风险评估中的一个难题。提出一种改进的三阶段建筑损伤评估方法,在前两个阶段同时从隧道开挖对建筑的危害性和建筑自身的易损性两个角度对隧道下穿建筑的风险进行初筛,在第3阶段对隧道下穿建筑的风险进行多指标详细评估。在风险初筛中,用Peck经验公式和极限拉应变法评估隧道开挖对建筑的危害性,将建筑完损程度和建筑物理特征作为建筑易损性评估的依据。在建筑损伤风险详细评估中建立三维有限元数值模型,并选取多个控制指标综合评估隧道下穿引起的建筑损伤风险。以某盾构隧道下穿砌体建筑工程为例,应用改进三阶段法验证所提方法的合理性,结果表明引入易损性评估作为风险初筛的另一依据可以有效避免低估风险。对比评估结果与实测结果的可知,改进三阶段法能较为准确地评估隧道下穿建筑的风险。

深基坑工程对现有桥梁桩基变形的影响分析

城市交通基础设施建设条件日趋复杂。由于道路快速化改造,新建明挖下穿隧道近距离穿越既有桥梁桩基时,造成桥梁桩基水平位移,影响桥梁结构的安全。通过计算分析华南地区典型软基地质条件修建下穿隧道进行基坑开挖引起桥梁桩基的位移,对比分析不同支护条件下的基坑开挖对桥梁桩基位移的影响。结果表明:不同基坑围护结构的刚度对桩基位移影响显著,采用ϕ0.8m、ϕ1.0m、ϕ1.2m钻孔灌注桩作为支护结构时,桥梁桩基的水平移位分别为9.4mm、6.3mm、4.5mm。同时,基坑的基底处理方式对桩基的位移、基坑的整体安全、桥梁的安全也具有重要的作用。结合监测成果,基坑采用ϕ1.2m钻孔灌注桩围护结构+高压旋喷桩基底处理方案时,基坑和桥梁桩基水平位移的控制效果较好。

地铁隧道下穿施工对既有地铁车站及高架桩基的影响兮析

[目的]研究地铁隧道近距离下穿施工对既有地铁车站及高架桩基的影响。[方法]以合肥S1线五里墩站安全线隧道施工近距离下穿既有地铁2号线五里墩站为背景,利用有限元软件ABAQUS对项目施工全过程进行三维建模,对比分析了逐线开挖和两线同时开挖两种方案下车站结构和高架桩基的变形。为考察类似工程在不同土体条件下的适用性,通过改变隧道处土体黏聚力和弹性模量两参数,分析了两参数在隧道开挖过程中对土体以及车站底板沉降的影响。[结果及结论]隧道开挖完成后,2号线五里墩站底板在两种方案下的最大沉降相近,分别为0.73 mm和0.77mm,均满足控制标准要求;当土体的黏聚力和弹性模量分别小于70 k Pa和100 MPa时,隧道开挖过程中车站结构的沉降和桩基的水平位移开始显著增大,应对此引起重视。

盾构下穿既有铁路桥梁的加固与施工方案分析

以盾构下穿早期设计的上海南何铁路西泗塘桥为例,利用数值分析方法探讨了如何在保证既有铁路的运营安全的前提下,实施对地基的加固,以及对旧桥的改造。在此基础上分析了地基加固、桥梁改造、盾构下穿对早期建造铁路运营安全的影响。通过上述工作,为今后管网以盾构形式下穿早期建造的既有铁路设计提供一定的借鉴。

隧道下穿既有地铁车站影响研究与车站预留下穿条件分析

随着轨道交通建设的发展,已建地铁车站对规划线路区间隧道下穿的预留有多种形式。文章结合成都不同的车站预留下穿条件和下穿方式进行研究与探讨,对直径8.3m盾构隧道下穿既有运营车站的监测值进行归纳总结,对车站预留下穿条件进行分析,并提出合理化建议,为后续隧道下穿既有运营车站的安全控制及车站预留规划隧道下穿条件提供参考。

明挖城市隧道超近并行既有地铁主动加固关键技术研究

本文结合西安市幸福路北延伸工程实例,在主线下穿通道处采用大跨径管幕+抗拔桩的超前主动加固体系。即在既有地铁盾构顶部土体未卸载的情况下,先行施工钢管管幕,然后利用承台将管幕、钢筋混凝土抗拔桩形成组合抗隆起结构。相比于以前类似工程的被动加固体系,施工质量更容易得到控制,施工工序也得到进一步简化。经有限元分析,本加固体系能够满足地铁盾构变形等指标要求,为后期类似工程提供一些参考。