地铁隧道暗挖下穿玻璃幕墙建筑物稳定性分析

为了考察饱和黄土地层暗挖地铁隧道下穿玻璃幕墙建筑物时建筑物及玻璃幕墙的稳定性特征,利用有限元软件MIDAS GTS NX对西安某地铁隧道暗挖下穿玻璃幕墙建筑物进行数值模拟分析,并对比采取注浆加固与未采取注浆加固工况时有限元分析结果与现场实测数据。结果表明：周围土体的沉降主要集中在隧道附近,在地表形成沉降槽;玻璃幕墙的沉降主要在开挖过程中形成,约占总体沉降的95%;未采取注浆加固时地表及建筑物的最大沉降达到79.74 mm,而采取注浆加固后最大整体沉降为13.75 mm,通过全断面注浆和合理的施工工序可以使沉降有效减少82.76%;选取的测点实测平均沉降为13.57 mm,有限元分析中对应测点的平均沉降为10.94 mm,二者误差为2.63 mm,数值模拟与实际工况基本吻合。     

大断面暗挖平顶直墙结构密贴下穿既有线沉降控制关键技术

以某地铁1号线卫星广场站大断面暗挖平顶直墙结构密贴下穿既有线为工程背景,介绍了6导洞的洞桩+洞柱法结合的施工方案.分析总结了下穿过程中的沉降控制关键技术:超前预注浆、注浆抬升、顶升动态沉降控制、初支和二衬背后注浆.监测结果表明:既有线底板最大沉降为8.9mm,变形缝处差异沉降最大值4.5 mm,轨道沉降值最大值为2.8 mm,成功实现了安全下穿既有线.     

饱和软黄土地层地铁隧道施工诱发的地表变形

开展西安饱和软黄土地层地铁隧道施工地表沉降特性研究具有重要理论意义与工程应用价值,以西安地铁三号线通化门-胡家庙区间隧道右线为工程背景,采用现场实测的手段研究了饱和软黄土地层矿山法地铁隧道施工诱发的的地表沉降规律,并与该地层下采用矿山法与盾构法施工和饱和软黄土地层与普通黄土地层下的地表沉降值进行了对比。实测数据表明饱和软黄土地层矿山法施工诱发的地表沉降最大值位于隧道中心处,其值为48.98 mm,影响范围约为2倍的隧道洞径,最终的沉降槽宽度为2D;纵向地表沉降变形历时曲线可分为3个阶段,其中第二阶段占总沉降量的3/4,为主要沉降阶段。饱和软黄土地层采用盾构法施工时地表沉降最大值为35.5 mm,而采用矿山法施工时地表中心沉降最小值为41.2 mm;与普通黄土地层相比,在普通黄土地层采用矿山法施工时地表中心最大沉降值为28.1 mm.结果表明:饱和软黄土地层地铁隧道施工诱发的地表沉降远大于普通黄土,当隧道存在饱和软黄土地层时必须引起重视应优先采用盾构法施工,如采用矿山法施工必须采取相应的控制措施。     

地铁暗挖隧道密贴下穿污水箱涵变形特征研究

为了解决地铁暗挖隧道密贴下穿大断面污水箱涵变形控制的工程难题,通过Midas GTS NX模拟分析了不同污水流量下暗挖隧道施工引起的既有箱涵的结构变形规律,通过现场监测对施工效果进行评价,主要取得以下认识：污水荷载的变化对箱涵的沉降值影响较大,箱涵内充满污水时的最大沉降值是箱涵内没有污水的1.75倍;当污水高度控制在箱涵管径的0.754m高度以下时,可以保证箱涵结构的安全性;在距离箱涵的间距约13m范围内进行降水以及开挖施工对箱涵扰动较大,沉降最大值为16.86mm,该阶段箱涵的最大沉降值占总沉降值的74%;采用叠加法修正Peck公式能够描述下穿段箱涵结构沉降曲线,暗挖隧道施工时箱涵的沉降槽宽度取值范围为6.32~6.9m,沉降曲线最终呈“U”形。     

粉质砂层地铁盾构下穿浅基础房屋地表沉降控制研究

以武汉某盾构隧道下穿浅基础房屋工程为依托,通过结合FLAC3D软件对不同开挖方式、施工参数盾构下穿浅基础房屋地表沉降进行研究。研究表明：分线开挖较同步开挖对地层扰动更大,在右线掘进到达建筑物正下方时,同断面地表沉降差10.44 mm,建筑物可能产生不均匀沉降开裂;不同建筑荷载对地表沉降影响规律基本相同,随着建筑荷载的增加,地表沉降增加的同时,建筑中间受挤压隆起值也随着增加;不同施工参数下,同步注浆压力能有效减小盾构通行过程中地表沉降速度,有效控制地表不均匀沉降,土仓压力对盾构掌子面前方土体的扰动较通过时地表沉降影响明显。研究成果对盾构下穿建筑物地表变形规律及控制具有较强的实用性和指导意义。     

西安地铁盾构下穿古城墙沉降分析及加固效果

为研究双线盾构下穿过程诱发地表沉降的规律及上部古城墙的变形特征,依托地铁4号线区间隧道下穿和平门古城墙工程,通过数值模拟和现场测试手段对沉降及加固效果进行分析。结果表明:在袖阀管注浆加固及门洞钢拱架支护等作用下,城墙地基区域地表沉降值减小4mm,城墙结构沉降减小约2.2mm,避免了地基局部隆起过大和倾斜率超限;城墙地基区域加固工况下地表横向沉降曲线为宽而浅的单峰沉降槽,未加固工况下表现为窄而深的双峰沉降槽;左、右线隧道施工存在相互影响,且变形稳定后右线隧道地表沉降峰值大于左线。现场实测与数值计算的结果吻合良好,分析方法和研究结果可为日后黄土地区类似的盾构穿越工程提供有益的参考。     

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。     

西安地铁某车站深基坑开挖变形特性分析

为了确保基坑开挖中周边环境的安全,以西安地铁某车站深基坑开挖为例,运用ABAQUS软件建立三维模型模拟开挖对周边地表沉降和围护结构变形的影响,重点研究开挖中周边地表的沉降分布规律和围护结构变形的规律,并与现场实际监测数据进行对比分析。结果表明：地表沉降的实测值比模拟计算值大,但变化趋势基本一致;在基坑开挖过程中,地表最大沉降位置距离基坑边缘约11 m处,最大值为3.298 mm;围护结构水平变形沿开挖深度的变化曲线呈抛物线形,最大水平位移位于基坑最大开挖深度的 1/2 处,最大水平位移为11.05 mm,距基坑长边边缘0~25 m及短边边边缘0~22 m范围内的地表沉降最大,施工监测中应重点关注。     

浅埋暗挖静力深孔注浆截水帷幕

矿山法施工的地铁区间隧道,当地质状况发生较大变化时,根据现场实际情况,采用深孔注浆及加密超前小导管等措施,控制地表建筑物沉降、以及保证区间隧道施工质量。本文重点介绍了深孔注浆技术在广州地铁某区间浅埋暗挖隧道中的设计及施工工艺。     

北京地铁洞桩法车站地表沉降变位控制分析

以北京地铁6号线洞桩法车站为工程背景,首先在现场实测数据分析的基础上对北京地区暗挖车站地表沉降值进行预测;然后选取Cam-clay(修正剑桥模型)对北京地区洞桩法地铁车站地表沉降规律进行分析;最后基于变位分配法对洞桩法地表沉降的位移控制进行分阶段处理,实现地表沉降分阶段控制的目标.结果表明:北京地铁6号线洞桩法车站地层损失率V1均小于1%,地表沉降槽宽度参数K为0.65~0.8;小导洞开挖(施工步序1)和二衬扣拱施作(施工步序3)引发的地表沉降所占比例之和近80%,施工步序1、3对控制地表沉降具有重要意义;现场实测和数值计算的结果基本吻合,地表沉降最大值均出现在车站中心线上方.     

某超浅埋暗挖大断面矩形地下通道地表沉降特性

依托某超浅埋暗挖矩形大断面地下通道工程,应用现场实测与数值模拟相结合的方法,深入研究了地下通道施工过程中地表横、纵断面沉降发展规律.主要结论如下:(1)超浅埋暗挖条件下,矩形隧道覆土厚度增加,地表沉降量增大,沉降槽宽度变大.洞高增加时,地表沉降明显增大,沉降槽宽度也增大,在超浅埋暗挖通道设计确定洞高时应考虑对地面沉降的影响.(2)超浅埋暗挖大断面矩形地下通道施工过程中,在掌子面前约6.0m处,开始产生沉降;型钢拱架闭合后约10.0m处,地表沉降开始逐步趋于稳定.(3)超浅埋暗挖大断面矩形地下通道施工过程中,以型钢拱架闭合前后为分界线,将地表沉降分为2阶段,第一阶段由掌子面开挖引起土层应力重分布及管棚变形引起,约占总沉降量57%～72%,第二阶段由型钢拱架变形、地基土沉降及覆土层进一步密实引起,约占总沉降量28%～43%.(4)左、右导洞施工过程中,中导洞及其上方土体经过多次扰动,造成中导洞上方沉降较大.应采取超前注浆加固、精心施工、回填注浆等措施减少沉降并降低塌方风险.(5)由于中导洞开挖过程中地面沉降增加量较小,且扰动后土体坍塌往往较为突然,故开挖时除关注地表沉降外,应加强对掌子面的观察以及拱顶沉降、洞内收敛等方面的监测.     

黄土地铁隧道施工围岩及地表变形规律

以西安地铁3号线某暗挖站区间双线地铁隧道施工为背景,采用有限差分软件FLAC3 D建立土体三维力学模型对双线地铁隧道台阶法施工过程进行动态模拟;并结合现场实测数据分析台阶法施工引起的地铁隧道围岩及地表变形规律。结果表明:(1)台阶法施工诱发的横向地表沉降呈"V"形,最大地表沉降出现在隧道中线偏右方约3 m,最终形成的沉降槽宽度约为隧道洞径的2倍。(2)台阶法施工诱发的纵向地表沉降在开挖面前地表沉降量最大,随着开挖掌子面距离越远,沉降量越小,最后在开挖进尺40 m附近趋于稳定。(3)隧道拱顶纵向沉降曲线与地表沉降变化趋势基本一致。帮部围岩变形呈现出先快速增长后逐渐平稳的趋势,且影响范围逐渐增大。所得结论可为双线地铁隧道施工和变形预测提供参考。     

黄土地铁隧道施工围岩及地表变形规律研究

以西安地铁3号线某暗挖站区间双线地铁隧道施工为背景,采用有限差分软件FLAC3 D建立土体三维力学模型对双线地铁隧道台阶法施工过程进行动态模拟;并结合现场实测数据分析台阶法施工引起的地铁隧道围岩及地表变形规律。结果表明:(1)台阶法施工诱发的横向地表沉降呈"V"形,最大地表沉降出现在隧道中线偏右方约3 m,最终形成的沉降槽宽度约为隧道洞径的2倍。(2)台阶法施工诱发的纵向地表沉降在开挖面前地表沉降量最大,随着开挖掌子面距离越远,沉降量越小,最后在开挖进尺40 m附近趋于稳定。(3)隧道拱顶纵向沉降曲线与地表沉降变化趋势基本一致。帮部围岩变形呈现出先快速增长后逐渐平稳的趋势,且影响范围逐渐增大。所得结论可为双线地铁隧道施工和变形预测提供参考。     

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.     

地铁浅埋暗挖施工对地表沉降及邻近桥基的影响

针对地铁隧道开挖诱发地表下沉,致使已有桥基变位的问题,采取经验法的叠加原理预测双线隧道开挖对地表沉降曲线的影响。以西安地铁3#线某区间为工程背景,采用三维有限差分数值(FLAC3D)软件模拟浅埋暗挖不同工况对地表和邻近桩基沉降的影响。理论分析及数值模拟结果均表明:双线隧道引发的地表沉降呈"U"型曲线分布,且沉降槽宽度影响范围和地表沉降均较单线隧道大。环形开挖预留核心土法可作为该区间隧道的主要施工工法。现场监测分析表明:该施工工法能有效地降低地表沉降和桩基变形,对黄土地区该类隧道工程具有一定的指导意义和借鉴价值。     

芜湖过江隧道掘进对长江大堤沉降影响研究

以芜湖城南大直径过江隧道为依托,采用数值模拟法对超大直径泥水盾构隧道掘进过程中无为长江大堤沉降特征开展研究。首先,建立三维数值计算模型,并结合现场监测数据校正数值模型;其次,在考虑土体开挖、泥水支护、管片衬砌、壁后注浆以及地层损失等施工要素的基础上,对施工过程进行精细化模拟,分析压密注浆加固土体前后大堤的沉降;最后,对堤坝地表沉降结果进行分析,讨论总结规律。研究结果表明：压密注浆可有效地降低堤坝顶部沉降值;盾构双线同时掘进下穿堤坝时,大幅增加了堤坝顶部的沉降值;盾构穿越后的最大沉降值为20.46 mm,满足规范中沉降值要求。研究结果为芜湖城南大直径过江隧道掘进提供指导,对类似工程亦具有借鉴意义。     

浅埋暗挖地铁隧道不同工法对地表沉降的影响

浅埋暗挖地铁隧道施工期地表沉降量对施工安全具有重要意义。本文采用有限差分软件FLAC3D对Ⅵ级围岩条件下大跨度浅埋暗挖地铁隧道进行了数值模拟,分析了不同的施工方法对地表沉降的影响。结果表明：不同的施工方法对地表沉降影响显著,双侧壁导坑法和CRD法在软弱围岩条件下能很好地控制地表沉降,CD法在围岩相对较好时也能满足沉降控制要求;在相同条件下,双侧壁导坑法施工引起的地表沉降稍小于CRD法,CD法的沉降最大;在围岩较差时,地表最终沉降曲线中心稍偏向后开挖一侧,随着围岩条件变好,这种趋势逐渐减弱,地表沉降曲线将对称分布于隧道中线二侧。     

富水强风化砂岩地层顶管隧道下穿既有铁路施工技术

为了解隧道下穿富水强风化砂岩地层施工对既有铁路的影响,依托某电缆隧道下穿广深铁路工程,通过理论分析、数值模拟与现场监测开展了相关研究,并分析了具体施工措施对隧道及地表变形控制的影响。结果表明：当不考虑地表列车荷载和地层富水时,开挖及顶进力为地表沉降、隧道变形的主要影响因素;当单独考虑列车荷载或地层富水弱化作用时,列车荷载会使得下穿段地表沉降和隧道拱顶沉降增大,而地层富水弱化对隧道进出口段沉降及下穿段底部隆起影响较大;当同时考虑列车荷载和地层富水时,隧道拱顶沉降及下穿段路基沉降均会大幅增加。对比分析现场监测、Peck公式预测和数值模拟计算结果,可知数值模拟结果与不考虑地层富水弱化时的Peck公式预测结果十分吻合,但由于其未考虑加固止水措施,地表沉降大于现场监测结果。电缆隧道下穿广深铁路现场施工严格执行现场监测和变形控制措施,将地表沉降值和隧道拱顶沉降值分别控制在6 mm和10 mm之内,隧道底部隆起控制在5 mm以下,可以保障项目的顺利实施与列车的运行安全,并为同类型工程提供一定的经验参考。     

大连地铁地表沉降规律

为研究地铁隧道施工引起的地表沉降问题,目前主要采用选取某一地区具有典型性的地质特征,结合实际现场施工总结出与该地区类似地质条件下的概算方法.以随机介质理论为基础,以大连地区地铁隧道开挖大量地表沉降实测数据推导出了可以运用于大连地铁隧道施工引起的地表沉降理论计算公式参数,并对实测沉降值与理论沉降值进行对照,得到了较为满意的成果,该成果对地铁隧道施工具有一定的参考价值和指导意义.     

青岛地铁区间隧道下穿既有铁路施工技术

青岛地铁线路穿越历史悠久的胶济铁路线,下穿地铁线为双洞隧道,跨度大、埋深较浅、相邻间距小,且在穿越青岛铁路时,不能影响其正常的营运和结构安全,施工难度和风险极大.采用有限元软件ANSYS对施工期间下穿胶济铁路线的受力状态和施工工法进行模拟计算,并分析了下穿铁路前对上方既有铁路线采用的加固措施所产生的效果.分析表明:引起被穿越地层上方铁路线路基沉降的主要因素是列车通过期间产生的竖向荷载;未采取注浆加固措施时,拱顶至地表被最大沉降所贯穿,铁路路基呈现整体沉降趋势;采取注浆加固措施后,拱顶最大位移未延伸至地表,地表处沉降量仅为前者变化量的1/3.