新建隧道上跨时既有运营隧道安全性评价

随着公路建设的不断推进,新建隧道不可避免地与既有隧道存在交叉,新建隧道以分离立交形式上跨或者下穿既有隧道。以新建隧道上跨既有运营隧道为背景,通过采用荷载-结构法及平面应变模式,分别计算了两种工况下既有隧道初期支护安全系数、二次衬砌安全系数、二次衬砌裂缝宽度,得出结论:计算工况下的既有隧道初期支护和二次衬砌安全系数均满足强度设计要求,裂缝宽度满足正常使用要求。

新建隧道施工对邻近既有运营地铁隧道的变形影响

随着城市轨道交通的快速发展,新建地铁隧道穿越或者邻近既有建筑结构的工况越来越普遍,如何将新建隧道对既有建筑的影响降低到最小程度,保证其结构安全、正常运营,已成为地铁修建过程中的一个重要研究内容。以郑州市某新建隧道明挖段和暗挖段施工为例,采用有限元软件Midas GTS建立数值计算模型,分析新建隧道施工对既有运营地铁隧道的变形影响规律,并与实际工程监测数据进行对比验证。研究结果表明:1)明挖段基坑开挖完成后,既有运营地铁隧道的最大竖向变形和水平变形分别为0.57、1.21 mm;2)暗挖段施工完成后,既有运营地铁隧道的最大竖向变形和水平变形分别为0.27、0.39 mm;3)实际监测数据略小于数值计算结果。本文结果可为类似工程提供一定的借鉴和参考。

城市隧道近接建筑物施工的影响与对策分析

研究目的:为探讨新建隧道从不同距离、不同部位邻近既有建筑物施工的影响强弱程度,采用数值模拟方法,基于隧道与建筑物之间的夹岩应力状态变化趋势,建立隧道近接建筑物施工的影响分区,并在影响分区的基础上提出对策分级。研究结论:(1)基于摩尔-库仑准则,可按隧道开挖后的夹岩应力状态"全部进入屈服、全部出现应力集中但并未全部进入屈服、开始出现应力不变或应力反而改善"三种情况,对新建隧道近接既有建筑物施工划分强、弱、无3个影响分区;(2)基于本文计算参数的影响分区划分如下:在0°方向,强、弱影响分界为隧道距离建筑物基础边界1.0d(d为隧道跨度,下同),弱、无影响分界为3.0d;在30°、45°、60°、90°方向,强、弱影响分界为隧道距离建筑物基底中心1.5d,弱、无影响分界为3.0d;(3)针对强、弱、无影响分区,可相应采取"超前加固措施、仅加强掘进参数控制,按常规地段施工控制"等对策分级措施;(4)该研究成果对隧道近接建筑物施工的精细化管理具有一定的指导意义。

盾构下穿新建铁路站场地基预处理技术研究

研究目的:某地铁区间隧道工程为双线隧道,按规划线路需要下穿沪宁铁路轨道,盾构推进施工将引起上方铁路线路的轨面变形,影响铁路行车安全或速度,同时铁路行车也影响地铁隧道的安全。因此本文提出了采取"桩+板"方案地基预处理方案解决施工困难,并为同类下穿项目提供借鉴。研究结论:研究表明,对本地铁隧道采用"桩+板"方案加固,且采用加强配筋管片,有效控制了盾构时的铁路地面变形;施工过程中,同步注浆是关键,比正常注浆量增加0.1～0.2 m3为宜,且及时进行二次注浆,以保证地面建筑物的安全。

关于新建隧道动态设计方法的探讨

同一般的地面工程结构物不同 ,隧道围岩支护环境条件的数量化表达十分困难 (模型的不确定性和参数的不确定性 ) ,因此应建立一套与隧道工程特点相适应的设计方法。文章探讨了对新建隧道的动态设计方法 ,同时提出动态设计中必须解决的问题 ,即 :动态设计方法的系统性和完整性 ;有关实施办法细则和支持软件的提供 ;

新建隧道质量缺陷整治与防治

本文通过对多条铁路的新建隧道常见质量缺陷进行定性与定量分析 ,合理确定了整治措施并进行了科学设计。为减少和消除此类缺陷的产生 ,本文还从隧道设计和施工角度提出了有关防治建议。

新建隧道上穿引起既有盾构隧道纵向隆起分析

为准确预测新建隧道上穿引起既有盾构隧道的纵向变形,首先,引入可以更加合理地模拟隧道-土体相互作用的Kerr地基模型,将既有隧道简化为Kerr地基上的Euler-Bernoulli梁;其次,基于Mindlin解得到新建隧道开挖引起既有隧道轴线处的附加应力;然后,基于有限差分法求得新建隧道上穿引起既有盾构隧道纵向变形解答;最后,通过3个工程案例验证该方法的有效性,并对部分参数进行分析讨论。研究结果表明:该方法较Winkler地基和Pasternak地基方法更能准确地预测新建隧道上穿引起既有盾构隧道的纵向变形。参数分析结果表明:新建隧道直径的增加会同时增大既有隧道的隆起值和影响范围,而净距的增加会略微降低既有隧道的隆起值,但不会缩小既有隧道的影响范围。在实际工程中,当新建隧道以大断面或小净距上穿开挖时,应加强对既有盾构隧道的变形监测和保护。

新建公路隧道上跨既有铁路隧道处理方案研究

结合巴中至万源高速公路具体工程,介绍了新建公路隧道上跨既有铁路隧道的处理方案。研究结果可为类似工程的设计提供参考。

石黔高速公路万寿山隧道下穿既有营运铁路隧道设计探讨

结合石黔高速公路万寿山隧道下穿既有营运沪蓉铁路隧道的工程实例,基于对既有铁路隧道的调查和数值模拟计算分析,预测新建公路隧道对既有铁路隧道的影响范围、既有铁路随新建隧道开挖产生的位移和沉降大小,并根据预测结果提出针对性的设计对策,且对新建公路隧道、既有营运铁路隧道衬砌结构进行结构验算。

深圳地铁隧道邻接问题施工力学行为研究

针对深圳地铁2号线新建隧道邻接既有地铁隧道工程,利用FLAC3D软件进行有限元数值模拟施工力学行为研究,探讨了施工过程地层应力的变化幅度及影响范围、结构内力及结构安全性,提出了确保新建隧道施工和既有隧道运营安全的措施和建议,为隧道交叉段监控量测系统的设计、施工方案的优化及安全控制提供依据。

新建隧道下穿半填半挖式路基数值力学影响分析

基于数值方法对新建铁路隧道下穿高速公路半填半挖式路基施工全过程进行模拟,评价新建隧道建设对既有高速公路路基的影响范围及程度,提出保证新建隧道建设、保证既有公路运营安全的措施。

层状地基新建隧道上穿引起盾构隧道纵向变形耦合分析

为准确预测新建隧道上穿作用下既有盾构隧道的隆起位移,考虑土体的天然成层性,提出成层地基中新建隧道上穿作用下盾构隧道纵向位移的解析解答。首先,分析盾构隧道与周围土体的相互作用,构建盾构隧道与土体的整体耦合平衡方程。其次,基于Mindlin解求得新建隧道开挖卸荷作用下下部成层地基土的隆起位移,结合耦合平衡方程得到盾构隧道的纵向位移解。最后,与3个上穿工程实测数据进行对比,对相关参数进行分析。结果表明:1)当既有隧道下部地基分层性不明显,前人基于弹性地基梁的预测方法与本文方法均能较好预测下部隧道的隆起位移;2)当地层具有明显分层时,所提方法预测结果与实测结果具有较好的一致性;3)增大新建隧道直径将导致既有盾构隧道隆起位移的增加和隆起范围的增大;4)减小新建隧道与下卧隧道之间的穿越净距将导致下部盾构隧道的隆起值增加;5)既有盾构隧道位于上软下硬地层之上时,其隆起范围小于上硬下软地层,但其隆起量大于上硬下软地层。

邻近既有隧道的新建隧道稳定性控制对策研究

从新建隧道与既有隧道之间的合理岩柱的留设、新建隧道的施工方法以及支护方式等方面,采用数值模拟的方法,分析邻近既有平风岭隧道的新建新平风岭隧道的稳定性控制问题,提出留设8m岩柱、采用单侧壁导坑施工方法、侧向45°超前小导管加固的一体化稳定性控制对策。

密贴下穿地铁车站的新建通道开挖方法对比分析

依托新建成都地铁8号线倪家桥车站换乘通道密贴下穿既有1号线车站工程,采用数值模拟方法对比分析了在三种不同开挖工况下既有车站底板、新建通道初期支护结构以及围岩的力学响应。其中工况1为5部10导洞开挖,工况2为4部8导洞开挖,工况3为3部6导洞开挖。研究结果表明:工况1既有车站底板沉降最大值为4.13 mm,分别为工况2和工况3的89.39%和77.20%;工况1初期支护弯矩最大值为40.15 kN·m,分别为工况2和工况3的81.23%和74.78%;工况1的总塑性区面积为86.59 m^(2),分别为工况2和工况3的94.75%和91.32%;综合来看工况1最优,同时说明分部开挖中各分部大小对新建结构本身影响最大。

新建公路近距离上跨既有铁路隧道力学效应影响分析

以西双版纳新建公路上跨既有玉磨铁路南联山隧道工程为依托,基于有限元软件ANSYS建立隧道结构三维力学模型,模拟公路路基施工前、施工中和运营期的各种工况,分析隧道结构位移、应力、内力和安全系数等变化规律;采用监控量测验证计算分析的准确性。结果表明:新建公路路基施工引起隧道结构最大附加位移0.3 mm,最大附加拉应力0.3 MPa,最大附加压应力0.8 MPa,最大附加内力88.5 kN,最小安全系数3.73;新建公路施工及运营期隧道结构位移、应力、内力和安全系数均满足规范要求。

盾构施工下穿既有地铁区间隧道分析

采用Midas/GTS软件建立三维模型,预测分析了新建隧道施工对既有线隧道的影响,计算结果表明,由于地层条件较好,新建隧道施工对既有线影响较小,可不预先采取加固措施,但仍需加强监控量测,优化施工控制参数。

新建高速公路上跨运营高铁隧道结构安全分析

在新建高速公路上跨运营高速铁路隧道的施工中,线路的交叉必然会引起既有隧道结构的受力改变,从而影响铁路隧道的运营安全。基于此,文章结合工程实例,针对上跨交叉段,采用MIDAS GTS/NX有限元分析软件进行数值模拟分析,研究高速公路荷载施加前后高速铁路隧道结构受力和安全系数的变化情况。结果表明,高速公路荷载施加后,既有隧道应力增加和结构安全系数降低的幅度较小,对隧道结构的安全性能影响很小,隧道处于安全状态。

新建矿山法隧道近距离下穿既有车站的结构设计及监测分析

为确保新建矿山法隧道下穿成都地铁既有1号线孵化园车站结构的安全并控制既有车站的变形,采用有限元数值模拟分析的方法对不同衬砌形式的结构受力进行分析,计算得到的隧道内力及变形均能满足设计要求。由现场监测数据分析表明:1)新建隧道拱顶沉降累计变化量稳定在-1.5^-5.0 mm,净空收敛累计变化量稳定在-5.3^-9.1 mm,既有地铁1号线孵化园车站结构累计变化量稳定在+0.71^+0.94 mm,远小于控制值,工程设计安全可行;2)在施工环境复杂且既有车站沉降控制变形要求高的情况下,说明了采用CRD工法施工的正确性以及在站台层段为截桩单独设计二次衬砌的必要性。

新建公路对既有隧洞的影响及粘钢加固效用分析

以碧沙北路道路工程跨碧岭隧洞为例,研究了在既有隧洞上方修建公路时,车道荷载对隧洞衬砌结构的影响及粘钢加固方案的加固效果。采用非线性有限元的方法进行的数值模拟分析表明:新建公路会造成隧洞衬砌边墙凹陷、底板隆起、开裂增多等不利影响。粘钢加固后,钢板与衬砌共同受力,能有效减小衬砌变形,缓解衬砌应力集中,防止衬砌裂缝扩展,使得新增开裂占比从46.28%降至18.89%。

砂卵石地层盾构上穿输水隧道变形控制技术研究

针对砂卵石地层中盾构穿越施工的地层变形控制问题,依托北京地铁新建17号线区间隧道上穿既有南水北调东干渠输水隧道工程,通过现场监测和数值模拟方法研究盾构上穿施工的合理掘进参数、特殊新型管片设计、施工前土体注浆预加固、施工后补注浆加固以及填充克泥效产品等措施的地层变形控制效果。研究结果表明:1)新建地铁盾构的施工引起表层土体沉降,先行线施工通过后应补注浆充足,否则后行线施工将导致地层沉降变形显著增大;2)深层土体的水平变形随着土层深度的增加由上到下逐渐减小,表层土体水平变形最大;3)下伏既有东干渠输水隧道结构主要发生竖向隆起变形,基本无水平变形,变形最大值位于交叉点位置;4)砂卵石地层中严格控制盾构掘进参数、注浆加固等措施,能够有效降低新建盾构隧道上穿施工对既有输水隧道结构变形的影响。