交叉隧道盾構(gòu)施工與鄰近不同位置建筑物相互影響

交叉隧道盾構(gòu)施工是盾構(gòu)、土體及既有結(jié)構(gòu)三者共同作用的問(wèn)題,交叉隧道盾構(gòu)施工引起地層的位移將會(huì)引起鄰近既有結(jié)構(gòu)的變形,甚至造成災(zāi)害;而既有結(jié)構(gòu)通過(guò)改變土體的位移場(chǎng)對(duì)盾構(gòu)施工產(chǎn)生影響;并且在各種影響因素變化的作用下,交叉隧道盾構(gòu)施工對(duì)既有結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)也隨之變化。本文主要結(jié)合理論研究文獻(xiàn),對(duì)交叉隧道盾構(gòu)施工對(duì)既有隧道影響的控制措施做了分析和探討。

在擬建的軌道交通區(qū)間隧道一側(cè)有規(guī)劃新建的房屋項(xiàng)目,為了保證工程的安全,對(duì)兩項(xiàng)目建設(shè)的相互影響進(jìn)行了安全評(píng)估。根據(jù)兩項(xiàng)工程的籌劃,確定了模擬計(jì)算順序,即先施工房屋地下室和樁基礎(chǔ),再施工地鐵隧道,最后施工房屋上部結(jié)構(gòu)。通過(guò)一定簡(jiǎn)化基礎(chǔ)上的模擬計(jì)算,分析了新建項(xiàng)目地下室和樁基礎(chǔ)完成后,盾構(gòu)隧道不同間距施工對(duì)其沉降和變形的影響。同時(shí)在后期房屋上部結(jié)構(gòu)完成后,分析了房屋的沉降對(duì)不同間距施工的區(qū)間隧道變形和內(nèi)力的影響。通過(guò)相互影響分析,確定了隧道和房屋的合理間距,并提出了建設(shè)意見(jiàn),既滿足工程的安全需要,同時(shí)也有利于地塊的合理布局。

為保證地鐵雙線盾構(gòu)隧道下穿樁箱基礎(chǔ)建筑的安全,采用abaqus有限元軟件建立計(jì)算模型,模擬不同樁長(zhǎng)、樁徑、土體損失率及不同工況下樁基和基礎(chǔ)底板附加變形及附加內(nèi)力變化規(guī)律,從而對(duì)隧道下穿樁箱基礎(chǔ)建筑的設(shè)計(jì)提供借鑒作用。結(jié)果表明:(1)隨樁長(zhǎng)增加,底板豎向附加變形和附加彎矩逐漸變小,底板豎向附加彎矩在樁頂出現(xiàn)極大值;3號(hào)基樁(右線隧道左側(cè))隨樁長(zhǎng)增加,樁身最大水平位移、附加彎矩和附加軸力均逐漸減小。(2)隨樁徑增大,底板豎向附加變形逐漸減小,3號(hào)基樁附加彎矩逐漸增大。(3)隨土體損失率增大,底板豎向附加變形逐漸變大,3號(hào)基樁附加彎矩逐漸變大。(4)施工完畢后,除4號(hào)樁(兩隧道之間)外,其余各樁水平變形規(guī)律為靠近隧道的兩排樁累積變形最大,離隧道越遠(yuǎn),樁體變形越小,4號(hào)樁體最終附加水平變形傾向于先期開(kāi)挖的左線隧道。

本文主要介紹了地鐵隧道盾構(gòu)施工對(duì)樁箱建筑物影受隨樁長(zhǎng)增加,底板豎向附加變形和附加彎矩逐漸變小、隨樁徑增大,底板豎向附加變形逐漸減小、隨土體損失率增大,底板豎向附加變形逐漸變大的影響.

本文基于筆者專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用,就公路隧道采用盾構(gòu)工藝施工過(guò)程中對(duì)鄰近即有建筑物的影響進(jìn)行理論分析,以期為我國(guó)隧道工程的建設(shè)與發(fā)展提供技術(shù)參考。

廣州大學(xué) 碩士學(xué)位論文 城市地鐵隧道盾構(gòu)施工對(duì)鄰近建筑影響研究 姓名：宗長(zhǎng)龍 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士 專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程 指導(dǎo)教師：孫作玉;趙桂峰 20070501

以某城際軌道交通盾構(gòu)隧道工程為背景,建立了盾構(gòu)隧道近鄰建筑物樁基的二維有限元分析模型,對(duì)盾構(gòu)近鄰穿越建筑物樁基時(shí)樁基與盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)的相互影響進(jìn)行了分析。建筑物樁基的存在對(duì)盾構(gòu)隧道的受力有不利影響,而樁體的存在對(duì)盾構(gòu)引起的變形有隔離作用。通過(guò)隔離樁的設(shè)置可以達(dá)到降低建筑物沉降與傾斜的作用,并對(duì)隔離樁樁徑進(jìn)行了分析。

通過(guò)建立有限元數(shù)值模型,對(duì)烏魯木齊地鐵一號(hào)線下穿烏準(zhǔn)鐵路橋的盾構(gòu)施工過(guò)程進(jìn)行模擬分析。并根據(jù)模擬結(jié)果,分析隧道開(kāi)挖對(duì)橋梁樁基礎(chǔ)的影響:隧道左、右線開(kāi)挖后,由于受隧道開(kāi)挖卸載影響,靠近隧道的樁基一側(cè)發(fā)生沉降,最大沉降量為1.66mm。對(duì)比加固前后樁基位移,發(fā)現(xiàn)注漿加固后樁基沉降量減小,樁基狀態(tài)更加穩(wěn)定。

通過(guò)建立有限元數(shù)值模型,對(duì)烏魯木齊地鐵一號(hào)線下穿烏準(zhǔn)鐵路橋的盾構(gòu)施工過(guò)程進(jìn)行模擬分析。并根據(jù)模擬結(jié)果,分析隧道開(kāi)挖對(duì)橋梁樁基礎(chǔ)的影響：隧道左、右線開(kāi)挖后,由于受隧道開(kāi)挖卸載影響,靠近隧道的樁基一側(cè)發(fā)生沉降,最大沉降量為1.66mm。對(duì)比加固前后樁基位移,發(fā)現(xiàn)注漿加固后樁基沉降量減小,樁基狀態(tài)更加穩(wěn)定。

文章利用midas/gts軟件,對(duì)合肥地鐵1號(hào)線雙線盾構(gòu)隧道穿越鄰近建筑物樁基進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了不同開(kāi)挖順序情況下樁基的變形特征.結(jié)果表明:當(dāng)按順序?qū)﹄p線隧道進(jìn)行開(kāi)挖時(shí),位于后開(kāi)挖隧道側(cè)的樁基變形和內(nèi)力比先開(kāi)挖隧道側(cè)略大.除此之外,不同的隧道開(kāi)挖順序引起的樁基水平位移、豎向位移、軸力以及彎矩的差別不大.

近年來(lái),為適應(yīng)城市發(fā)展需要和滿足城市居民日益增長(zhǎng)的出行需求,鄭州市地鐵建設(shè)不斷加強(qiáng)了建設(shè)的步伐。然而,鄭州是第一次開(kāi)展地鐵工作的建設(shè),在建設(shè)地鐵的技術(shù)方面還有待加強(qiáng),在此根據(jù)其他城市的地鐵施工經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),對(duì)盾構(gòu)法施工的技術(shù)和其對(duì)地面建筑物的影響做一下研究。

在建筑物密集的城區(qū),盾構(gòu)施工通常會(huì)使周圍一定范圍內(nèi)的既有建筑物受到影響。在考慮建筑物基礎(chǔ)形式不同情況下,采用有限元方法對(duì)鄰近不同位置建筑物工況下的盾構(gòu)隧道施工進(jìn)行了模擬和分析。研究表明:建筑物基礎(chǔ)形式不同,對(duì)隧道襯砌的受力狀況的影響也不同,在鄰近建筑物的盾構(gòu)隧道施工時(shí)襯砌要承受更大的內(nèi)力值。對(duì)于隧道鄰近淺基礎(chǔ)建筑物的工況,隧道開(kāi)挖對(duì)建筑物的影響比較大;但對(duì)于樁基礎(chǔ)建筑物,鄰近基礎(chǔ)一側(cè)隧道開(kāi)挖引起的建筑物內(nèi)力變化相對(duì)較小。

本文以上海地鐵二號(hào)線基坑工程的實(shí)際為背景，從基坑工程施工與其周圍建筑物、地鐵隧道影響的基礎(chǔ)上，闡述了基坑工程要考慮環(huán)境的影響，分析和總結(jié)了現(xiàn)有的一些有效治理措施和解決方案，提出應(yīng)在勘探和初步設(shè)計(jì)中就要全面考慮各種影響因素。

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研究目的:分析盾構(gòu)隧道施工對(duì)周圍建筑物影響范圍和程度,提出盾構(gòu)隧道施工對(duì)建筑物影響等級(jí)及保護(hù)標(biāo)準(zhǔn),并進(jìn)行實(shí)例分析。研究結(jié)論:(1)利用peck理論公式計(jì)算的地表沉陷槽與長(zhǎng)江隧道盾構(gòu)施工引起地表沉陷槽實(shí)際情況基本相符,peck公式在武漢地區(qū)具有較好的適用性;(2)建筑物受影響程度主要取決于隧道埋深和建筑物距隧道距離、盾構(gòu)施工引起的地層損失率等情況,隧道埋深和建筑物距隧道的距離越小、地層損失率越大,則地面變形和建筑物變形也越大;(3)隧道施工引起建筑物的破壞等級(jí)可分為5類,對(duì)于受影響程度為ⅰ~ⅱ級(jí)的輕度影響建筑物,可以不采取保護(hù)和處理措施;對(duì)于受影響程度為ⅲ~ⅴ級(jí)的建筑物,必須事先采取有效保護(hù)措施。

提出基坑工程和鄰近建筑物相互影響的評(píng)價(jià)分析方法,對(duì)基坑工程設(shè)計(jì)、施工和竣工階段可能出現(xiàn)的問(wèn)題及其處理措施進(jìn)行了討論。

某新建地鐵隧道工程近距離垂直上穿既有地鐵隧道,采用有限元軟件midas/gts模擬了新建雙線盾構(gòu)隧道施工對(duì)上部地表和下部既有隧道變形的影響。計(jì)算結(jié)果給出了新建盾構(gòu)隧道近距離垂直上穿既有雙線地鐵隧道時(shí)的位移變化規(guī)律。

目的隨著合肥城市建設(shè)的發(fā)展,城市空間變的越來(lái)越擁擠,交通在一定程度上也受到阻礙,因此需建設(shè)城市地鐵以緩解交通壓力。方法以合肥地鐵二號(hào)線為背景,采用盾構(gòu)法施工,此施工方法會(huì)造成地表沉降,所以必須把地表沉降值控制在一定的范圍內(nèi)。同時(shí)基于地表沉降的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),并結(jié)合軟件模擬。結(jié)果得出了盾構(gòu)施工開(kāi)挖對(duì)地表沉降的影響因素;對(duì)db-93和db-95截面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,總結(jié)出相關(guān)的地表沉降規(guī)律。結(jié)論盾構(gòu)掘進(jìn)壓力對(duì)地表縱向位移沉降影響較大,本區(qū)間的掘進(jìn)壓力應(yīng)控制在600kpa較為合適。等代層厚度的取值對(duì)地表沉降的影響較大,本區(qū)間的等代層厚度取0.3m較為合適。對(duì)盾構(gòu)開(kāi)挖db-93和db-95截面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析得出,db-93開(kāi)挖截面的沉降值均不超過(guò)30mm;土體可能發(fā)生部分塑性變形,因此后期注漿襯砌要及時(shí)有效,控制地表沉降。監(jiān)測(cè)點(diǎn)db-95-04-06處土體易發(fā)生超挖,應(yīng)對(duì)易引起超挖的位置及時(shí)有效注漿,控制地表沉降。模擬數(shù)值與監(jiān)測(cè)數(shù)值對(duì)比的結(jié)果基本吻合,說(shuō)明該研究成果可以為工程施工提供借鑒。

以西安地鐵某區(qū)間隧道側(cè)穿學(xué)校公寓為研究對(duì)象,利用midasgts數(shù)值模擬軟件進(jìn)行時(shí)程分析。重點(diǎn)研究了地震作用下地鐵隧道與鄰近建(構(gòu))筑物間的相互影響。研究結(jié)果表明,隧道結(jié)構(gòu)剛度較周圍地層大,對(duì)周圍地層變形存在約束性,使隧道周圍地層的整體剛度有所提高,隧道結(jié)構(gòu)的修建不會(huì)造成周圍地層及鄰近建筑所受地震作用增大,而鄰近建筑的存在會(huì)造成隧道結(jié)構(gòu)所受的地震作用增大。根據(jù)研究結(jié)果,針對(duì)隧道鄰近建(構(gòu))筑物提出了抗震構(gòu)造措施,為類似工程提供參考。

針對(duì)廣州地鐵三號(hào)線大塘-瀝窖區(qū)間盾構(gòu)隧道工程穿越大量房屋地段的復(fù)雜施工情況,通過(guò)采用ansys有限元通用程序的理論計(jì)算方法,分析盾構(gòu)隧道施工在通過(guò)該區(qū)段時(shí)與地面建筑物的相互影響,提出地面房屋基礎(chǔ)處理方案并驗(yàn)證房屋處理方案的可行性。

近年來(lái)，我國(guó)城市地鐵建設(shè)發(fā)展迅速，依托地鐵的沿線商業(yè)開(kāi)發(fā)密集，如何減小地鐵盾構(gòu)隧道施工與上方在建建筑物相互影響，對(duì)地鐵盾構(gòu)隧道成功施工及后期運(yùn)營(yíng)安全至關(guān)重要。針對(duì)地鐵盾構(gòu)隧道施工與上方在建建筑物相互影響進(jìn)行數(shù)值模擬分析，并根據(jù)模擬結(jié)果提出了相應(yīng)處理建議。

第二章區(qū)間隧道施工方案比選 一明挖法 1.概念明挖法指的是先將隧道部位的巖（土）體全部挖除，然后修建洞身、 洞門(mén)，再進(jìn)行回填的施工方法。 2.優(yōu)缺點(diǎn)：明挖法具有施工簡(jiǎn)單、快捷、經(jīng)濟(jì)、安全的優(yōu)點(diǎn)，城市地下隧道 式工程發(fā)展初期都把它作為首選的開(kāi)挖技術(shù)。其缺點(diǎn)是對(duì)周圍環(huán)境的影響較大。 3施工技術(shù) 明挖法的關(guān)鍵工序是：降低地下水位，邊坡支護(hù)，土方開(kāi)挖，結(jié)構(gòu)施工及 防水工程等。其中邊坡支護(hù)是確保安全施工的關(guān)鍵技術(shù)。主要有： 放坡開(kāi)挖技術(shù)型鋼支護(hù)技術(shù)連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)混凝土灌注樁支護(hù)技術(shù) 土釘墻支護(hù)技術(shù)錨桿(索)支護(hù)技術(shù) 二暗挖法 1.概念暗挖法是即不挖開(kāi)地面，采用在地下挖洞的方式施工。礦山法和盾構(gòu)法 等均屬暗挖法。 2.特點(diǎn)隧道及地下工程施工時(shí)有下列特點(diǎn)：①受工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的影 響較大；②工作條件差、工作面少而狹窄、工作環(huán)境差;③暗挖法施工對(duì)地面影 響較小,但埋置較