盾构隧道近接下穿既有地铁车站的数值模拟

以北京某盾构法施工的区间隧道下穿附近既有地铁车站工程为背景,在确定了合理的应力释放率并充分考虑了分步开挖及注浆加固区影响的基础上,采用三维有限差分计算软件FLAC3D进行了数值模拟.模型采用地层-结构模型,土体采用摩尔-库仑弹塑性模型.此外,隧道和车站结构采用结构单元模拟,既有车站变形缝采用连接单元模拟.预测盾构隧道施工后既有地铁车站的变形,为邻近既有车站的安全评估工作提供了依据.     

双层车站零距离下穿既有车站变形控制技术

大中城市地铁已由点线状发展成网状,常会出现既有地铁车站密贴增建形成换乘车站的情况.为了保证既有地铁车站的正常使用,开展新建地铁车站密贴下穿既有地铁车站变形控制研究.依托北京地铁6号线苹果园站零距离下穿既有地铁1号线苹果园站工程,结合具体施工方案,采用数值方法研究两层三跨地铁车站密贴下穿既有结构变形控制技术,探究注浆抬升...     

新建隧道下穿既有运营地铁施工的力学机理

依托某新建地铁隧道下穿既有运营地铁线,基于三维数值计算分析方法,与现场监测数据进行对比,验证了模拟的可靠性,研究了全断面法、上下台阶法和盾构法等3种地铁隧道施工方案对既有运营地铁结构的影响,进而提出了有效的变形控制措施.研究结果表明:相对于全断面法和上下台阶法,盾构法施工能够有效地降低地表和既有隧道结构的沉降,以及既有隧道管片的主应力,且沉降收敛所用时间短于全断面法和上下台阶法;通过采取有效的注浆加固措施,可以大幅度减小地表沉降、既有隧道的不均匀沉降和天然岩层的沉降;施工中,应结合实际情况,合理选取注浆加固区域,避免材料的浪费.     

盾构并行穿越施工对既有隧道影响分析与关键技术

以昆明轨道交通4号线左右线并行下穿既有昆明轨道交通2号线工程为背景,结合数值模拟以及现场监测等方法,研究近接施工对既有隧道以及周围地层的影响规律,提出盾构近接相关的施工控制技术。首先,建立新建盾构隧道下穿既有盾构区间的三维有限差分计算模型,通过计算分析最终选择先下方区间、再上方区间的施工顺序,对既有结构及地层的扰动最小;其次,在现场建立试验段积累在类似下穿段地层中的盾构掘进经验,确定盾构下穿2号线的施工参数,并验证克泥效工艺的效果;最后,通过将现场监测数据并与数值模拟结果进行对比和分析,验证数值模拟的准确性和合理性,建议工程中加强信息化施工和相关施工优化措施,以保证2号线地铁盾构隧道及地铁车站的结构安全和正常运营。     

盾构隧道近接下穿施工对居民建筑楼群的影响研究

以深圳地铁10号线福田口岸站—福民站区间盾构隧道近距离下穿福民新村民居建筑楼群工程为依托,应用有限差分软件FLAC3D建立了包括既有建筑群、建筑基础、新建隧道和地层的数值模型,并根据实际施工方案对地铁盾构隧道的施工过程进行了数值模拟,研究在注浆预加固方案下隧道下穿施工对建筑楼群变形的影响。通过对各建筑沉降数据的分析,得出以下结论:(1)盾构隧道的近接下穿施工,将会导致既有建筑群产生一定程度的不均匀沉降;(2)在注浆预加固方案下进行施工,福民新村民居建筑楼群的最大沉降及最大倾斜度分别为18. 537 mm及0. 000 623,均小于相应规范规定的控制值,说明在注浆预加固方案下进行隧道掘进,可保证各相关民居建筑的沉降及变形控制在安全范围以内。     

南京地铁软流塑地层盾构下穿既有隧道处理加固技术

新建地铁极近距离下穿既有运行地铁的设计和施工是其重点和难点,土质条件和地下水赋存等条件是其控制性因素.以南京地铁5号线三山街站-朝天宫站盾构区间隧道出三山街站下穿既有地铁1号线为研究背景,研究软流塑地层新建地铁下穿既有运行地铁的设计和施工要点.分别选取3种地层加固方案确保盾构机顺利穿越隧道:方案1(管棚+水泥土搅拌桩+袖阀管注浆联合加固)、方案2(微扰动注浆加固)、方案3[水平旋喷桩全方位高压喷射(metro jet system,MJS)加固)],通过对方案加固效果进行对比分析,最终选定方案1.随后在选定方案的基础上研究了土舱压力和注浆压力对既有隧道位移的影响.结果表明:土舱压力在0.19 MPa以内变动时对隧道控制效果最显著,在实际施工过程中,注浆压力不宜过大,以防水泥浆液劈裂土体造成土体破坏,应实时进行监测.     

下穿既有引桥地铁连拱通道施工方案优选

依托北京地铁14号线十里河站与10号线十里河站3条暗挖换乘通道下穿十里河桥引桥工程,研究了地铁连拱换乘通道下穿引桥施工方案的优选问题。采用有限元软件MIDAS-GTS NX建立连拱换乘通道的三维实体模型,分别模拟分析了中隔壁法、三导洞法和中导洞法3种施工方案对地表沉降、围岩变形、支护结构受力及引桥的影响。研究结果表明:3种开挖施工方案均满足施工要求,中导洞法的地表沉降最大值为4.17 mm,拱顶沉降最大值为3.53 mm,该方法的各类沉降最大值均为3种方案中最小值,因此中导洞法为最优施工方案。对比数值模拟结果和工程实际监测数据,验证了数值仿真的合理性。     

暗挖隧道下穿既有地铁站变形控制及影响分析

杭州某新建地铁车站与已运营车站采用T型站厅换乘,新建车站地下三层采用双矩形暗挖隧道"零距离"下穿已运营车站。国内尚未有在软弱黏性土及高承压水地层中实现"零距离"下穿已运营车站,施工中需要同时保证既有车站和新建隧道的施工安全和结构安全。采用工程类比、理论研究和数值分析相结合的方法,结合地质条件和周边环境深入研究既有车站变形控制标准,土体改良技术、承压水处理措施,通过分析施工过程中对既有车站产生的影响,得出合理、可行的暗挖设计技术方案和MJS辅助工法加固厚度及相关参数。通过研究在MJS加固后进行双矩形暗挖施工,既有车站结构沉降变形、内力裂缝等均满足相应保护标准,验证了设计方案的合理性和可行性。     

高大断面隧道与既有桥墩桩基相邻开挖施工技术

城市地铁隧道侧穿既有建(构)筑物,在施工开挖支护过程中,为确保既有建筑物结构安全及正常施工功能,隧道本体工程质量,结合工程现场的实际情况对开挖及防护施工技术进行分析研究。本文结合贵阳市城市轨道交通2号线一期工程,分析开挖支护及防护既有桥桩基稳定施工技术,并进行了数值模拟,结果表明采用的施工措施能有效保护桩基安全,控制桩基的沉降,为今后类似工程的施工提供一定的参考。     

崇文门站顶管预支护方案三维有限元分析

北京地铁五号线崇文门站,下穿既有地铁一号线区间隧道,车站顶板与区间隧道底板间距2.858 m.为了严格控制既有环线区间隧道的沉降,确保环线地铁运营安全,首次采用了顶管作超前预支护.考虑不同的顶管直径以及周围地层的弹性模量对地表、拱顶和既有线的变形影响,用3D-Sigma三维有限元软件进行施工效应的计算模拟,掌握顶管预支护洞室的力学效应,预测车站施工引起既有隧道的沉降量.计算表明用大刚度的顶管作超前预支护,可以满足既有线地铁运营和城市地表建筑物变形控制要求.     

浅埋铁路隧道下穿高速公路施工技术研究

依托某工程隧道,开展浅埋下穿隧道优化施工技术研究.工程采用CRD法施工,在未进入隧道下穿段的地表沉降和拱顶下沉等现场监控数据表明,进入下穿段时,因不能有效的控制地表沉降和无法满足下穿段的设计标准以及确保施工安全要求,必须对现有的施工方案进行优化.通过对优化施工方案进行三维数值模拟,研究工法中不同方案下的可行性和对地表沉降的影响,结合现场监控量测数据,证明增强超前管棚支护,加强掌子面强度以及减小开挖步距的方案是可以将地表沉降控制在40mm范围内的.     

铁路下穿既有管廊隧道稳定性影响分析

近年来,城市地铁不断发展,也遇到了许多难题,新建铁路隧道近接下穿既有结构施工就是其中的难题之一。本文以佛山市东平1号隧道近接下穿岭南大道既有综合管廊工程为工程背景,针对本工程跨度大、线间距小、埋深浅的特点,选取了开挖方式为浅埋暗挖法中的"CRD"法(交叉中隔壁法),借助有限元软件Midas/GTS数值模拟并与现场实测值对比分析,研究隧道施工过程中既有管廊的变形规律。     

地铁车站顺行密贴下穿既有隧道安全风险评估

借鉴已有的穿越工程安全风险评估手段,引入肯特法安全风险评估技术,从工前检测、工前评估、工中动态控制及工后评价4个方面入手,建立了适用于新建地铁顺行密贴下穿既有隧道结构的安全风险评估体系.通过工前检测和工前评估可以精准地掌握既有隧道结构的服役状态并确立合适的施工期间允许变形控制值;工中动态控制实时地反映了既有结构的变形情况,是该评估体系的重中之重;工后评估突出施工结束后对既有结构的检测及监测,以图评价整个施工过程对既有结构造成的影响.将该成果应用于新建北京地铁15号线奥林匹克公园站顺行密贴下穿大屯路隧道施工过程中,结果表明,穿越工程安全风险控制达到了预期的控制目标,确保了大屯路隧道在隧道施工过程中的安全运营.     

盾构穿越既有铁路的地表沉降分析

以天津地铁3号线铁东路站～北站盾构区间隧道为背景,通过现场实测和数值模拟的方法,对盾构施工穿越既有铁路引起的地表沉降规律进行了研究。现场实测数据表明:沿隧道轴线方向不同位置的地表位移变化较大,对于双线隧道施工,后建隧道对先建隧道的土体扰动影响较大。结合现场监测数据及各项施工参数设置,采用ANSYS有限元分析软件对隧道下穿既有铁路的施工过程进行了数值模拟。在此基础上,通过模拟与实测数据的对比分析,总结了盾构隧道施工引起的既有铁路纵向和横向地表沉降规律,为类似工程的设计和施工提供参考依据。     

西安地铁2号线下穿南门护城河段地表沉降分析

为防止地铁施工造成西安市护城河的损坏,保证护城河的安全,依据相关标准和已有资料确定护城河地表沉降控制标准.文章结合施工工艺、场地工程地质条件和既有工程的数据资料,采用数值仿真方法建立三维模型对西安市地铁2号线穿越南护城河段的地表沉降进行分析计算,结果表明:盾构法施工造成地表最大沉降在11.2～13.5 mm之间,满足护...     

浅谈隧道下穿既有铁路施工方法

浅埋暗挖隧道下穿既有繁忙干线铁路,如何保证施工安全及既有铁路的正常安全运营显得尤为重要.本工程采取了一系列措施,通过数值模拟分析得出施工时位移、应力变化规律,为同类型施工、设计提供了参考依据.     

D便梁在地铁暗挖下穿铁路线中的应用

在地铁车站下穿铁路线施工中,为避免对铁路运输影响,采取暗挖施工方法,并应用D便梁进行既有线路加固处理,保证施工质量,做好施工段线路养护及防护措施,保证铁路通行安全.本文结合某地铁车站暗挖下穿铁路路线施工工程,对D便梁在地铁暗挖下穿铁路线中的应用进行研究与分析,重点介绍了D便梁加固施工工艺.实践证明,通过合理应用D便梁,可以实现地铁暗挖下穿铁路线施工工程质量,保障线路通车安全.     

盾构下穿地铁运营隧道沉降规律分析

为确保盾构安全顺利地下穿地铁运营隧道,避免下穿过程中引起运营隧道过量沉降,影响既有线运营安全,以北京地铁14号线阜通西站~望京站盾构区间隧道下穿地铁15号线运营隧道为工程背景,对左右线盾构2次下穿15号线运营隧道施工过程和沉降情况进行对比分析。在分析右线盾构首次下穿地铁运营隧道结构沉降规律的基础上,制定了左线盾构二次下穿运营隧道的施工参数和相关控制措施,确保了二次下穿运营隧道结构沉降控制在-3 mm以内,取得了良好的效果。研究结果表明:通过设定较高的土压力,采用盾体上的径向注浆孔向盾体和土体之间的空隙注入填充物,提高同步注浆浆液质量和及时进行二次补浆等措施能够有效减小运营隧道结构沉降;盾构施工引起15号线运营隧道的横向沉降范围与施工参数基本无关,左右线穿越有明显的叠加效应,叠加区域内,横向沉降显著影响区域在0~4 D;在不采取超前预加固措施的基础上,仅通过合理设定盾构施工参数和隧道内采取相关措施,能够将15号线隧道结构沉降控制在-3 mm以内。研究结果具有较强的工程实用价值,特别是对盾构下穿运营隧道施工方案的制定具有较强参考价值,也可为国内外类似盾构下穿既有线工程提供借鉴。     

盾构隧道下穿铁路线轨面沉降规律分析

以某市轨道交通5号线和平公园站至红钢城站区间隧道下穿武九铁路为依托工程,采用FLAC3D软件对盾构隧道下穿铁路施工引起的轨面沉降进行三维数值模拟分析,得到了既有铁路线轨面的沉降规律。研究结果表明,在盾构隧道施工过程中,武九铁路线轨面最大竖向位移为1.94mm,穿越隧道范围铁路线纵向沉降差最大值为0.62mm,武九铁路的变形值满足相关保护标准的要求,区间盾构隧道施工不会影响既有武九铁路的正常安全运营。     

软土盾构不同穿越形式对既有隧道扰动影响分析

以上海某实际隧道叠交段土层分布为背景, 采用3维有限元方法对新建隧道分别以先下后上夹穿、下穿和上穿3种形式穿越既有隧道施工过程进行模拟, 分析了在每种穿越形式下既有隧道的变形, 给出了每种穿越形式下控制既有隧道变形的合理措施. 研究结果表明, 在盾构开挖过程中, 既有隧道圆形断面不仅出现变形, 而且也出现了扭转; 新建隧道先下后上夹穿既有隧道的控制重点不是既有隧道最终沉降, 而是开挖过程中出现的最大沉降值; 下穿形式下, 控制重点为既有隧道最终状态沉降曲线; 上穿形式下, 控制重点为既有隧道的大幅度上浮. 同时对比了实测和模拟数据,验证了数值模拟的可靠性. 研究成果为地铁叠交段穿越形式的选择、施工及既有隧道保护技术提供了一定理论基础.