擠壓式盾構(gòu)施工對鄰近隧道的影響分析

通過建立有限元數(shù)值模型,對烏魯木齊地鐵一號線下穿烏準(zhǔn)鐵路橋的盾構(gòu)施工過程進(jìn)行模擬分析。并根據(jù)模擬結(jié)果,分析隧道開挖對橋梁樁基礎(chǔ)的影響:隧道左、右線開挖后,由于受隧道開挖卸載影響,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。

通過建立有限元數(shù)值模型,對烏魯木齊地鐵一號線下穿烏準(zhǔn)鐵路橋的盾構(gòu)施工過程進(jìn)行模擬分析。并根據(jù)模擬結(jié)果,分析隧道開挖對橋梁樁基礎(chǔ)的影響：隧道左、右線開挖后,由于受隧道開挖卸載影響,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,對合肥地鐵1號線雙線盾構(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)行開挖時,位于后開挖隧道側(cè)的樁基變形和內(nèi)力比先開挖隧道側(cè)略大.除此之外,不同的隧道開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.

隧道開挖不可避免的會影響圍巖的變形,從而對周圍的既有基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生復(fù)雜的影響,且多為不利影響。本文針對某市地鐵區(qū)間盾構(gòu)的設(shè)計(jì)及施工方案,運(yùn)用有限元計(jì)算方法,分析了雙洞盾構(gòu)施工情況下,隧道開挖對鄰近樁基礎(chǔ)的影響規(guī)律,得到了樁基位移及內(nèi)力變化的最不利時刻,進(jìn)而尋找到在樁基最不利的位移及內(nèi)力的變化特征,能夠?yàn)轭愃频墓こ淘O(shè)計(jì)及施工提供參考。

根據(jù)loganathan和poulos提出的估算盾構(gòu)施工產(chǎn)生的土層位移的簡易方法,假定已知土層損失,可預(yù)測隧道周邊土層的水平位移。鄰近盾構(gòu)的樁基礎(chǔ)也要隨土層位移產(chǎn)生內(nèi)力、位移變化,而成為被動樁。參照彈性地基梁法,建立由土體水平位移導(dǎo)致的樁-土共同作用方程,通過桿系有限單元法實(shí)現(xiàn)求解盾構(gòu)施工產(chǎn)生的樁身內(nèi)力和位移,計(jì)算中可考慮不同的樁頂約束條件和土層分布條件。根據(jù)樁身內(nèi)力、位移控制要求,可確定盾構(gòu)隧道施工時的土層損失控制要求。

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

盾構(gòu)隧道施工對鄰近建筑物的影響——為了弄清盾構(gòu)隧道施工對鄰近建筑物的影響，分析了盾構(gòu)法地鐵隧道穿越建筑物時建筑物自身沉降與內(nèi)力變化狀況．以某框架結(jié)構(gòu)辦公樓為研究對象，將建筑物和開洞地基看作一個有機(jī)整體，利用有限元軟件ansys10．0建立三維非線性有...

為了弄清盾構(gòu)隧道施工對鄰近建筑物的影響,分析了盾構(gòu)法地鐵隧道穿越建筑物時建筑物自身沉降與內(nèi)力變化狀況.以某框架結(jié)構(gòu)辦公樓為研究對象,將建筑物和開洞地基看作一個有機(jī)整體,利用有限元軟件ansys10.0建立三維非線性有限元模型,按照結(jié)構(gòu)-土體-隧道共同作用進(jìn)行了計(jì)算分析.分析結(jié)果表明,建筑物基礎(chǔ)的沉降主要發(fā)生在地鐵隧道穿越建筑物的區(qū)間段內(nèi).建筑物的橫向傾斜隨著盾構(gòu)的掘進(jìn)逐漸增大,而其縱向傾斜量最大值則出現(xiàn)在開挖面在建筑物中線附近時;在盾構(gòu)穿越建筑物的過程中柱子的等效應(yīng)力增幅可達(dá)20.1%;相對于彎矩而言,建筑物構(gòu)件的扭矩變化更為顯著;當(dāng)開挖面越過建筑物20.m時其變形和內(nèi)力均趨于穩(wěn)定.

在剛度遷移原理的基礎(chǔ)上,提出求解各施工步影響的沉降差值法,由單步增量求得相鄰線路盾構(gòu)施工對既有隧道影響全量。對某市地鐵隧道的后施工線路盾構(gòu)推進(jìn)過程進(jìn)行仿真計(jì)算,發(fā)現(xiàn)后施工隧道所產(chǎn)生之塌落拱拱腳作用在臨近既有隧道斜上方這一受力機(jī)制,得到單施工步引起的既有線路管片最大環(huán)向拉應(yīng)力值為0.13mpa,最大累積附加拉應(yīng)力為0.857mpa;結(jié)合對考慮拼接縫的既有隧道管片受力狀態(tài)的分析,找到裂縫隔片產(chǎn)生在連接塊上的重要內(nèi)在原因。研究成果豐富了模擬相鄰巷道施工影響的仿真計(jì)算方法,并對城市地鐵隧道等類似工程在設(shè)計(jì)和施工中預(yù)防裂縫出現(xiàn)具有一定的指導(dǎo)意義。

本文基于筆者專業(yè)知識的學(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)工藝施工過程中對鄰近即有建筑物的影響進(jìn)行理論分析,以期為我國隧道工程的建設(shè)與發(fā)展提供技術(shù)參考。

框架結(jié)構(gòu)作為城市建筑一種常見形式,應(yīng)用廣泛。城市軌道交通隧道從城市密集區(qū)域穿過,不可避免地對鄰近房屋造成安全影響,容易導(dǎo)致建筑發(fā)生傾斜、開裂甚至坍塌等事故。為了解隧道施工對沿線框架房屋的影響,運(yùn)用有限元軟件ansys建立三維有限元模型,對盾構(gòu)法隧道側(cè)穿通過某框架結(jié)構(gòu)房屋進(jìn)行數(shù)值模擬,并通過實(shí)測數(shù)據(jù)對其準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。變化框架與隧道中線水平距離l和隧道埋深h分多種工況對盾構(gòu)隧道施工對鄰近框架結(jié)構(gòu)變形及內(nèi)力的影響進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明:數(shù)值模擬是研究隧道對鄰近框架房屋影響的一種可靠方法,所得結(jié)果貼近實(shí)際情況;框架結(jié)構(gòu)的沉降、傾斜及最大第一主應(yīng)力均隨著l或h的增大而遞減,相較于h,框架房屋對于l的增加更為敏感;針對本案例地層條件,當(dāng)l達(dá)到25m或者h(yuǎn)達(dá)到30m時,隧道施工對框架結(jié)構(gòu)房屋的影響已相對較小甚至可以忽略不計(jì)。

為研究類矩形盾構(gòu)施工對鄰近十字交叉梁基礎(chǔ)框架建筑物的影響,基于建筑物-土體-隧道之間的共同作用,本文采用midas/nx軟件建立類矩形盾構(gòu)隧道垂直下穿十字交叉梁基礎(chǔ)框架建筑物的三維有限元模型,考慮隧道水平位置改變和土質(zhì)條件的影響,分析建筑物受類矩形盾構(gòu)施工影響的變形和受力規(guī)律。研究結(jié)果表明,當(dāng)隧道軸線到建筑物中軸線的水平距離l=0m時,隨著隧道開挖的進(jìn)行建筑物的沉降量增大；框架最大第一主應(yīng)力和最大剪應(yīng)變總體上增大；土質(zhì)條件改變影響較大；隨著l增大,框架的最大第一主應(yīng)力和最大剪應(yīng)變呈現(xiàn)減小趨勢,建筑物產(chǎn)生向隧道一側(cè)的傾斜,l增大到一定距離后建筑物幾乎不受影響。

結(jié)合上海軌交17號線朝陽河風(fēng)井—漕盈路站盾構(gòu)施工,對雙線盾構(gòu)隧道施工時近距離側(cè)穿橋梁樁基的影響問題進(jìn)行研究。主要采用三維數(shù)值分析的方法,研究隧道及樁基受力與變形的機(jī)理,分析研究水環(huán)境下盾構(gòu)施工對鄰近樁基的影響,提出了在不同施工工序下的結(jié)構(gòu)變形和受力規(guī)律,以為類似設(shè)計(jì)與施工提供科學(xué)的理論依據(jù)及指導(dǎo)。

為研究基坑對鄰近既有地鐵盾構(gòu)隧道的影響,本文以上海桃浦路-真南路下穿立交＂區(qū)基坑工程為案例,通過有限元數(shù)值模擬,對既有地鐵盾構(gòu)隧道的雙基坑工程施工進(jìn)行仿真分析,得到基坑卸荷對鄰近既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)的變形和穩(wěn)定性的影響規(guī)律,可確保其安全正常運(yùn)行,可為類似基坑工程設(shè)計(jì)和施工提供參考.

采用二次元彈性fem法,建立了某地下盾構(gòu)隧道開挖有限元模型,模擬了隧道開挖過程對地上管理塔的影響,通過管理塔基礎(chǔ)的變形量來定量確認(rèn)管理塔在盾構(gòu)隧道開挖過程中的安全性,結(jié)果表明,管理塔基礎(chǔ)變形量小于限制值,管理塔在隧道開挖過程中是安全的。

某項(xiàng)目鄰近既有地鐵盾構(gòu)隧道,針對基坑施工對地鐵盾構(gòu)隧道的影響展開研究。首先,根據(jù)地質(zhì)條件和工程特點(diǎn),通過數(shù)值模擬分析施工對既有地鐵線路的影響,預(yù)判地鐵結(jié)構(gòu)的變形量及變形特征,并參照相關(guān)規(guī)范提出控制指標(biāo);然后制定監(jiān)測方案并組織現(xiàn)場監(jiān)測工作;最后,通過對現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)值分析結(jié)果進(jìn)行比較分析,從而綜合判斷基坑開挖對既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果表明,在正常施工條件下,既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)的變形均在控制范圍之內(nèi);隨著基坑開挖卸載,既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)道床有隆起趨勢,基坑開挖至設(shè)計(jì)深度后,變形趨于收斂,而隨著主體結(jié)構(gòu)的施工變形有所回落。

本文進(jìn)行了盾構(gòu)法施工對周邊環(huán)境影響的三維有限元數(shù)值計(jì)算的研究分析。針對廣州地鐵四號線的地質(zhì)條件,三維有限元數(shù)值計(jì)算結(jié)果給出了地表變形的定性解,同時根據(jù)對盾構(gòu)施工變形規(guī)律認(rèn)識的基礎(chǔ)上,能夠有效的分析和預(yù)測在盾構(gòu)法隧道施工過程中對周邊環(huán)境的影響范圍,并采取一些措施控制因盾構(gòu)開挖引起的地表沉降。

隨著我國城市化的進(jìn)程不斷的深化,城市軌道交通的發(fā)展越來越迅速。新建軌道交通線位不可避免的會與已經(jīng)建成的國有鐵路線路相互交叉,因此,如何有效的減小新建軌道交通建設(shè)對既有國有鐵路的影響已經(jīng)成為一個工程界較為矚目的問題。根據(jù)某新建軌道交通區(qū)間下穿既有的國有鐵路線路來研究盾構(gòu)施工過程中地層損失率和掌子面所處位置對既有鐵路隧道的影響。

交叉隧道盾構(gòu)施工是盾構(gòu)、土體及既有結(jié)構(gòu)三者共同作用的問題,交叉隧道盾構(gòu)施工引起地層的位移將會引起鄰近既有結(jié)構(gòu)的變形,甚至造成災(zāi)害;而既有結(jié)構(gòu)通過改變土體的位移場對盾構(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)施工對既有結(jié)構(gòu)的擾動也隨之變化。本文主要結(jié)合理論研究文獻(xiàn),對交叉隧道盾構(gòu)施工對既有隧道影響的控制措施做了分析和探討。

盾構(gòu)隧道施工對鄰近地下管線影響分析——采用彈性地基梁理論及管線一土一盾構(gòu)相互耦合的flac3。數(shù)值方法，結(jié)合實(shí)測結(jié)果，分析深圳地鐵益田站至香蜜湖站區(qū)間盾構(gòu)隧道施工對3m直徑電纜管線的影響。分析表明：盾構(gòu)隧道左線施工后，管線變形符合gauss分布，右線施...

盾構(gòu)隧道施工對鄰近地下管線影響分析

采用彈性地基梁理論及管線—土—盾構(gòu)相互耦合的flac3d數(shù)值方法,結(jié)合實(shí)測結(jié)果,分析深圳地鐵益田站至香蜜湖站區(qū)間盾構(gòu)隧道施工對3m直徑電纜管線的影響。分析表明:盾構(gòu)隧道左線施工后,管線變形符合gauss分布,右線施工后變形不再符合gauss分布,主要變形段內(nèi)的變形增大很多,最大變形點(diǎn)位置也發(fā)生改變;右線施工后,管線的縱向受力得到改善;管線及地表變形不超過規(guī)定值,最大應(yīng)力不超過容許應(yīng)力,說明該段隧道施工沒有影響電纜管線的運(yùn)行安全。與實(shí)測結(jié)果的比較表明:彈性地基梁法可用于估算管線的最大變形,flac3d數(shù)值方法可較準(zhǔn)確模擬盾構(gòu)隧道對管線的影響。