不同埋深盾構(gòu)雙隧道及開挖順序?qū)εR近管線的影響

半鋪蓋體系法進(jìn)行地鐵車站施工首次在西安地區(qū)應(yīng)用,為了研究半鋪蓋體系基坑開挖對臨近管線的影響,以西安地鐵4號(hào)線某車站基坑為工程背景,對遷改后的管線沉降進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測分析。得出管線沉降隨時(shí)間的變化規(guī)律,在基坑開挖及底板施工階段,管線沉降速率較大,施工需以信息化施工為主。借助ansys軟件建立有限元模型,并依據(jù)實(shí)際工況設(shè)置模型監(jiān)測點(diǎn),對比分析現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果,得出管線的沉降規(guī)律。同時(shí),對基坑不同的分步開挖深度進(jìn)行模擬,得出管線沉降受分步開挖深度影響較大,基坑開挖及底板施工階段需引以重視。

城市隧道施工對臨近地下管線影響研究現(xiàn)狀及發(fā)展 摘要：隨著地下工程的不斷增加，國內(nèi)外對城市隧道施工引起鄰近地 下管線損害的研究日益重視。本文從地下管線初始應(yīng)力、管－土相互 作用、管線破壞模式及允許變形值、管線變形計(jì)算方法四個(gè)方面綜述 了隧道施工對鄰近地下管線影響研究的現(xiàn)狀，提出了今后研究的重 點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：隧道施工地下管線環(huán)境影響 1.前言 城市隧道（主要是地鐵工程及各類市政地下工程）施工往往處于 建筑物、道路和地下管線等設(shè)施的密集區(qū)，從而導(dǎo)致城市隧道建設(shè)中 各種工程環(huán)境公害問題日益突出。因而在城市隧道施工中，必須保證 施工對于已有的設(shè)施所造成的影響危害在允許的范圍內(nèi)。特別是各種 地下管線由于種類繁多，管線材質(zhì)、接頭類型及初始應(yīng)力各異，加之 分屬部門不同，執(zhí)行保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)有差異，更加大了隧道施工中管線保護(hù) 的難度。 作為城市環(huán)境保護(hù)的一個(gè)新興課

通過對照物理模型試驗(yàn)，采用二維顆粒流程序（pfc2d）對不同埋深和不同密度條件下的盾構(gòu)掘進(jìn)過程進(jìn)行數(shù)值模擬，從而分析開挖面前方土體破壞機(jī)理。首先通過研究支護(hù)力和地表沉降的變化規(guī)律，將模型箱試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對比分析，分別確定了極限支護(hù)力；利用二維顆粒流程序?qū)ν凉靶?yīng)進(jìn)行研究，揭示了開挖面前方土體的失穩(wěn)破壞機(jī)理。結(jié)果表明，支護(hù)力和地表沉降的變化規(guī)律都可分為2個(gè)階段，且不受埋深條件的影響；發(fā)生局部失穩(wěn)破壞后，土拱繼續(xù)向上發(fā)展最終導(dǎo)致整體失穩(wěn)破壞；埋深比較小時(shí)，未能形成土拱，而埋深比較大時(shí)，滑動(dòng)區(qū)與土拱區(qū)隨埋深比的增大而增大。數(shù)值模擬結(jié)果與模型箱試驗(yàn)結(jié)果基本一致，驗(yàn)證了采用縱面進(jìn)行顆粒流模擬的可行性，因此可利用pfc2d進(jìn)行深入顆粒流模擬。

通過對照物理模型試驗(yàn)，采用二維顆粒流程序（pfc2d)對不同埋深和不同密度條件下的盾構(gòu)掘進(jìn)過程進(jìn)行數(shù)值模擬，從而分析開挖面前方土體破壞機(jī)理.首先通過研究支護(hù)力和地表沉降的變化規(guī)律，將模型箱試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對比分析，分別確定了極限支護(hù)力；利用二維顆粒流程序?qū)ν凉靶?yīng)進(jìn)行研究，揭示了開挖面前方土體的失穩(wěn)破壞機(jī)理.結(jié)果表明，支護(hù)力和地表沉降的變化規(guī)律都可分為2個(gè)階段，且不受埋深條件的影響；發(fā)生局部失穩(wěn)破壞后，土拱繼續(xù)向上發(fā)展最終導(dǎo)致整體失穩(wěn)破壞;埋深比較小時(shí)，未能形成土拱，而埋深比較大時(shí)，滑動(dòng)區(qū)與土拱區(qū)隨埋深比的增大而增大.數(shù)值模擬結(jié)果與模型箱試驗(yàn)結(jié)果基本一致，驗(yàn)證了采用縱面進(jìn)行顆粒流模擬的可行性，因此可利用pfc2d進(jìn)行深入顆粒流模擬.

半鋪蓋體系法進(jìn)行地鐵車站施工首次在西安地區(qū)應(yīng)用,為了研究半鋪蓋體系基坑開挖對臨近管線的影響,以西安地鐵4號(hào)線某車站基坑為工程背景,對遷改后的管線沉降進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測分析。得出管線沉降隨時(shí)間的變化規(guī)律,在基坑開挖及底板施工階段,管線沉降速率較大,施工需以信息化施工為主。借助ansys軟件建立有限元模型,并依據(jù)實(shí)際工況設(shè)置模型監(jiān)測點(diǎn),對比分析現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果,得出管線的沉降規(guī)律。同時(shí),對基坑不同的分步開挖深度進(jìn)行模擬,得出管線沉降受分步開挖深度影響較大,基坑開挖及底板施工階段需引以重視。

當(dāng)前,在地鐵工程的施工過程中,由于其所處位置的特殊性,周圍會(huì)存在大量的建筑物,所以就容易對鄰近管線產(chǎn)生一些不利的影響,從而造成很大的損失。在地下管線當(dāng)中,由于基坑所處的空間位置不相同,所以所造成的破壞與變形程度也不一樣。因此,為了能夠及時(shí)的對基坑開挖過程中的管線變形情況進(jìn)行監(jiān)測,應(yīng)當(dāng)布置合理的監(jiān)控措施,從而將管線受到的基坑開挖影響降低。基于此,文章就某地鐵車站深基坑開挖對臨近管線的影響進(jìn)行簡要的分析,希望可以提供一個(gè)有效的借鑒。

建立了基坑開挖條件下考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與巖土體共同作用數(shù)值分析模型，探討了基坑開挖對臨近建筑物位移和內(nèi)力影響的規(guī)律。

隨著城市地下交通現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程,多條地下鐵路在地下立交的情況已越來越多。盾構(gòu)施工難免會(huì)引起已建隧道底板的沉降變化。本文結(jié)合一實(shí)例,介紹了施工期間的沉降觀測方法,對可能引起底板變形的原因進(jìn)行了分析,對指導(dǎo)類似盾構(gòu)施工起了實(shí)際的指導(dǎo)意義。

盾構(gòu)隧道施工對臨近樁基影響數(shù)值分析——以上海軌道交通七號(hào)線下穿明珠線盾構(gòu)施工為依托，通過采用摩爾-庫倫彈塑性屈服準(zhǔn)則，建立二維有限元數(shù)值模型，研究上海軌道交通七號(hào)線盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基的影響。數(shù)值模擬結(jié)果表明：當(dāng)盾構(gòu)土倉壓力控制在0．28-0．3...

以上海軌道交通七號(hào)線下穿明珠線盾構(gòu)施工為依托,通過采用摩爾-庫倫彈塑性屈服準(zhǔn)則,建立二維有限元數(shù)值模型,研究上海軌道交通七號(hào)線盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基的影響。數(shù)值模擬結(jié)果表明:當(dāng)盾構(gòu)土倉壓力控制在0.28~0.34mpa,同步注漿壓力控制在0.26~0.32mpa的情況下,盾構(gòu)推進(jìn)能保證樁基的安全。

利用midas/gtsnx有限元分析軟件；以某10層框架結(jié)構(gòu)建筑為研究對象；建立土體-隧道-結(jié)構(gòu)模型；對比分析該建筑物的上部結(jié)構(gòu)和樁基礎(chǔ)在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中的位移變化規(guī)律.結(jié)果表明:建筑物整體越靠近盾構(gòu)隧道的一側(cè)；發(fā)生的豎向沉降越大；建筑物的上部結(jié)構(gòu)越高；向隧道一側(cè)的偏移量越大；地下樁基越靠近隧道；樁身樁頂越向隧道一側(cè)偏移.

以重慶軌道交通環(huán)線區(qū)間隧道下穿既有結(jié)構(gòu)樁基為背景,利用有限元分析方法,對隧道施工影響下樁基變形受力進(jìn)行研究。通過數(shù)值分析得出以下結(jié)論:隧道開挖通過土體變形對樁基產(chǎn)生影響,開挖過程中隧道、土體和樁基三者之間形成有機(jī)的相互作用體系；隧道施工對建筑物樁基的變形受力影響與其距隧道中線距離密切相關(guān),離隧道中線越近,樁基沉降越大；樁身軸力的影響主要與樁身周邊土體相對豎向位移有關(guān)。通過數(shù)值分析結(jié)果和現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn),二者所反映的規(guī)律基本相同,因此,得出的數(shù)值分析結(jié)果可為今后類似工程提供借鑒。

以實(shí)際工程為例,形象地模擬了隧道施工和橋梁距離較近時(shí)的動(dòng)態(tài),對橋面板豎向應(yīng)力變化以及橋面板豎向和橋墩的豎向位移情況進(jìn)行了詳盡的分析,有效降低了施工過程對臨近橋梁產(chǎn)生的影響。

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，深基坑與隧道工程的數(shù)量明顯增多，基坑的開挖必將對臨近隧道產(chǎn)生影響。以某既有地鐵盾構(gòu)區(qū)間與臨近基坑工程為例，運(yùn)用midas軟件對基坑施工過程中對隧道變形影響進(jìn)行模擬，并給出了施工措施建議。結(jié)果表明：基坑開挖會(huì)引起隧道產(chǎn)生變形，變形規(guī)律也與基坑距離遠(yuǎn)近密切相關(guān)。

針對目前城市地鐵施工中造成既有管線的破壞問題,采用數(shù)值計(jì)算的方法,深入研究隧洞開挖施工導(dǎo)致的地層變化引起的輸水管線不同方向的位移、軸向和切向載荷,以及彎矩和扭矩的變化.研究結(jié)果表明：隧道開挖施工引起的輸水管線的豎向垂直位移和水平位移可以采用高斯曲線擬合,但管線軸向位移變化則具有雙峰特征.對于輸水管線的軸向載荷和剪切荷載存在較大差異,可以采用不同函數(shù)進(jìn)行擬合.輸水管線所受彎矩和扭矩則具有互補(bǔ)性,對管線的安全運(yùn)行影響較大.

鄰近地鐵深基坑施工必將影響隧道結(jié)構(gòu)安全；文中結(jié)合地鐵保護(hù)區(qū)域內(nèi)深基坑開挖及相關(guān)隧道變形數(shù)據(jù)；進(jìn)行實(shí)例分析；以期為類似地鐵監(jiān)測項(xiàng)目提供借鑒和參考.

本文以上海某深大基坑開挖工程為例,詳盡闡述了其控制地鐵隧道變形的相關(guān)技術(shù)措施和地鐵監(jiān)護(hù)管理經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)結(jié)合隧道變形監(jiān)測數(shù)據(jù),就基坑開挖對臨近地鐵隧道的影響進(jìn)行了分析。通過采用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、隧道內(nèi)沉降位移自動(dòng)化監(jiān)測等手段,以及采取嚴(yán)格的地鐵隧道變形保護(hù)措施,對基坑開挖施工全過程進(jìn)行了有效的監(jiān)控。在基坑開挖期間,隧道結(jié)構(gòu)的沉降變形控制在安全范圍,確保了地鐵結(jié)構(gòu)及運(yùn)營安全。相關(guān)研究成果可供地鐵監(jiān)護(hù)借鑒、參考。

城市地鐵隧道盾構(gòu)施工過程中,由于地層損失引起周圍土體變形,從而造成既有近接管線中產(chǎn)生附加應(yīng)力。過大的附加應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致管線破壞,對城市運(yùn)行造成較大影響。本文采用abaqus有限元計(jì)算平臺(tái),建立了不同工況下隧道與既有近接管線垂直情況下有限元計(jì)算模型,對管隧距離、管線材料以及管線直徑進(jìn)行研究,探索其對周圍地下管線及其土體變形特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明隨著管隧距離的減小,管線及其周圍土體的沉降量逐漸增大;隨著管線彈性模量的增加,管線及其周圍土體的沉降量逐漸減小;隨著管線直徑的增大,管線及其周圍土體的沉降量亦逐漸減小。

基坑開挖過程中,由于地層應(yīng)力釋放必然會(huì)引起地層初始應(yīng)力狀態(tài)的變化,基坑外側(cè)的土壓力發(fā)生變化,基坑坑底一定范圍內(nèi)的地層發(fā)生回彈,地層的回彈對下臥已運(yùn)營地鐵隧道產(chǎn)生\"上浮\"的作用,使其產(chǎn)生豎向的上抬變形以及水平方向的收斂變形,本文通過對西安地鐵3號(hào)線沿線某項(xiàng)目基坑開挖、回筑對地鐵暗挖隧道的影響進(jìn)行二維及三維有限元分析,評價(jià)項(xiàng)目的實(shí)施對既有隧道結(jié)構(gòu)的影響,以期所的結(jié)論為選用合理的開挖方案、開挖順序和必要的輔助施工保護(hù)措施提供指導(dǎo)和幫助.

以寧波軌道交通3號(hào)線下穿杭深線工程為背景,通過數(shù)值模擬的方法,對盾構(gòu)隧道下穿既有鐵路的施工技術(shù)和安全性影響進(jìn)行了分析,研究結(jié)果表明,在盾構(gòu)推進(jìn)期間,將地層損失率控制在0.8%及以下的情況時(shí),由沉降導(dǎo)致的軌道不平順沒有超過限值,施工中可以不采用主動(dòng)加固措施,但需采取其他防護(hù)措施以確保鐵路行車安全。

運(yùn)營期間的地鐵區(qū)間隧道允許變形較小,當(dāng)周邊基坑開挖后土體卸載,應(yīng)力重新分布,使得區(qū)間結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形甚至不均勻變形,進(jìn)而影響區(qū)間的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性。通過數(shù)值模擬,分析了基坑開挖過程中基坑的整體變形和相鄰地鐵區(qū)間的變形并對臨近運(yùn)營地鐵的基坑工程的施工方案、設(shè)計(jì)及地鐵運(yùn)營管理提出了指導(dǎo)性意見。

沈陽地鐵2號(hào)線新樂遺址站—北陵公園站區(qū)間采用盾構(gòu)法施工,區(qū)間隧道臨近下穿既有的黃河大街橋。為保證地鐵施工期間橋梁的正常使用,需要預(yù)測盾構(gòu)施工對橋梁基礎(chǔ)的擾動(dòng)狀況,以確定地鐵施工對橋梁的影響程度。以設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),針對該工程的特點(diǎn)和現(xiàn)狀,采用flac3d對盾構(gòu)隧道臨近橋梁地段的施工過程進(jìn)行數(shù)值模擬,定量預(yù)測施工對既有橋梁的影響程度,并提出針對性的技術(shù)保障方案,給后續(xù)施工提供參考。