上方開挖對既有線隧道影響的數(shù)值分析及變形監(jiān)測

介紹了北京地鐵五號線東單地鐵站工程概況，為了避免既有線運營的危險和保障施工地面的安全，利用數(shù)值分析的方法，對土體沉降規(guī)律和既有結(jié)構(gòu)變形縫的開展、變化規(guī)律進(jìn)行了研究，總結(jié)了相關(guān)經(jīng)驗。

本文采用彈塑性有限元法分析了柴家坡復(fù)線隧道與鄰近既有線隧道施工的相互影響。闡明了老隧道邊墻變形、新隧道開挖塌方冒頂?shù)脑?。文中滑動面作低強度介質(zhì)處理，采用普通四結(jié)點等參元。

隧道下穿既有線路過程中,將對既有隧道產(chǎn)生不利影響,導(dǎo)致既有線路產(chǎn)生不均勻沉降、應(yīng)力集中等問題?；赼baqus,通過三維數(shù)值模擬研究了下穿施工對既有隧道變形的影響規(guī)律。

研究目的:隨著城市軌道交通的發(fā)展,會出現(xiàn)越來越多的新線近接既有線路的結(jié)構(gòu)施工。為保護(hù)環(huán)境,許多構(gòu)思仔細(xì)的工法得到了廣泛的應(yīng)用。本文將針對具體工程分析明挖新線對既有車站結(jié)構(gòu)的影響。研究方法:鑒于問題的復(fù)雜性,采用三維增量有限元彈性分析的方法,全程模擬了在既有結(jié)構(gòu)存在的條件下,新線三個不同區(qū)域的不同施工方法,對既有線結(jié)構(gòu)的變形進(jìn)行了分析,并對新線的施工方法進(jìn)行了優(yōu)化。研究結(jié)果:新線分三段區(qū)域(中間及兩側(cè))施工,其中中間區(qū)域分塊開挖。在中間區(qū)域施工過程中,既有結(jié)構(gòu)的隆起控制在2.67mm以下。在整個新線施工過程中,既有結(jié)構(gòu)最大隆起不是在施工完成后,而是出現(xiàn)在靠近中間區(qū)域先挖一側(cè)基坑開挖完成后,為7.82mm;改變兩側(cè)區(qū)域的施工順序后,既有線結(jié)構(gòu)的最終隆起量基本不變,但過程最大隆起量減為7.43mm。研究結(jié)論:近距離上穿既有結(jié)構(gòu)施工時,采用合適的工法可以有效地控制既有結(jié)構(gòu)的隆起。在施工中,既有結(jié)構(gòu)的隆起可能出現(xiàn)在施工過程的某一階段。合理的施工順序有助于控制施工過程中既有結(jié)構(gòu)的最大隆起量。

以長沙市軌道交通3號線一期工程土建施工項目火車站站下穿既有地鐵2號線的基坑開挖工程為背景,建立了三維數(shù)值模型,對基坑開挖方案、施工順序及對既有線路的影響等進(jìn)行了全過程的動態(tài)模擬,得到了基坑開挖過程的位移變化云圖。模擬結(jié)果表明,基坑開挖過程中最大位移值均分布在基坑開挖面上,其原因是由于基坑開挖卸載而引起基坑底部隆起。此外,南北兩側(cè)基坑不對稱開挖均會引起既有2號線結(jié)構(gòu)的不均勻沉降,其最大值達(dá)4.2mm;而兩側(cè)同時開挖,則可確保卸載平衡,使既有2號線結(jié)構(gòu)位移變化均勻一致,其最大值約為2.75mm,有利于2號線安全運營。工程實際監(jiān)測結(jié)果表明了數(shù)值模擬研究結(jié)果的正確性,該方法可以用來對類似問題進(jìn)行研究。

以某商業(yè)基坑為研究對象,通過midas/gts軟件建立三維有限元模型,分析了基坑開挖對既有地鐵結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,地鐵結(jié)構(gòu)的最大水平位移和最大豎向位移都控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi),基坑開挖對地鐵結(jié)構(gòu)的影響較小;同時,針對基坑開挖過程中可能存在的風(fēng)險提出了相應(yīng)的處理措施,對同類基坑的設(shè)計與施工有一定的指導(dǎo)意義。

管樁施工中的擠土效應(yīng)極易導(dǎo)致鄰近建（構(gòu)）筑物發(fā)生沉降、傾斜等事故，我們以石濟(jì)客專增建的某站場為實例，詳細(xì)介紹靜壓管樁鄰近高鐵站場施工期間既有高鐵設(shè)備沉降控制措施，分析施工過程中和施工后的既有高鐵設(shè)備的沉降量，從中了解管樁施工擠土效應(yīng)及其影響的控制方法．

在新建線樁筏地基加固過程中,采用應(yīng)力鏟、水平向土應(yīng)變計與測斜管對緊鄰既有線路基的變形與應(yīng)力進(jìn)行原位監(jiān)測,分析了不同施工階段緊鄰既有線路基變形規(guī)律與受力特性。為減小測試誤差,建立了路基變形與穩(wěn)定計算有限元模型,得到了坡腳水平位移換算系數(shù),計算了不同開挖深度的路基最大剪應(yīng)力與邊坡安全系數(shù)?；诒O(jiān)測與計算結(jié)果,提出了施工期跳槽澆筑、更換樁型與路基坡面噴漿掛網(wǎng)等既有線路基防護(hù)措施。為驗證防護(hù)效果,利用評分法與標(biāo)準(zhǔn)差法分析了軌檢車數(shù)據(jù)。分析結(jié)果表明:施工期間緊鄰既有線路基累積坡腳水平位移為24.25mm,平均每天的側(cè)向位移小于0.59mm,路基坡腳水平位移對施工過程反應(yīng)敏感,可作為監(jiān)控既有線路基穩(wěn)定狀況的關(guān)鍵指標(biāo);兩線之間9m深度范圍地基土水平應(yīng)力隨不同施工階段出現(xiàn)擠壓回縮變化,壓應(yīng)力小于10kpa,但不同施工階段水平應(yīng)力變化不明顯;浸泡條件下基坑開挖至2.2m時邊坡安全系數(shù)由1.08減小為0.54,路基失穩(wěn)破壞,因此,施工現(xiàn)場必須采取既有線路基坡面防護(hù)。施工期間既有線軌檢的軌道質(zhì)量指數(shù)(tqi)增幅達(dá)129.58%,既有線軌道幾何線性波動較大,但tqi小于安全限值,即對路基防護(hù)優(yōu)化后既有線路基變形得到有效控制。

文中介紹了新建地鐵工程穿越地鐵既有線施工對地鐵既有線的監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測方法及布點原則,通過實測監(jiān)測數(shù)據(jù)成果分析了地鐵隧道結(jié)構(gòu)、軌道結(jié)構(gòu)及隧道結(jié)構(gòu)變形縫開合度隨施工進(jìn)度狀況的發(fā)展變化規(guī)律,對今后穿越地鐵既有線路工程的設(shè)計、施工和監(jiān)測方案的制定具有重要指導(dǎo)意義。

沉降控制是鐵路路基施工的關(guān)鍵技術(shù)。本文以某鐵路路基加寬工程為依托,通過對鐵路路基沉降數(shù)據(jù)分析,得出路基加寬后對既有線變形影響較大；進(jìn)一步對路基加寬中新老路基的沉降問題進(jìn)行有限元分析,探討加寬路基對既有線沉降影響程度,得出加寬路基對既有線沉降影響的數(shù)值,所得結(jié)論可為類似工程的設(shè)計、施工提供參考。

介紹了北京地鐵五號線東單站暗挖段從既有地鐵1#線區(qū)間上方跨過,為減少在既有地鐵上方施工引起的卸載回彈,保證既有運營線的隆起變形控制在限制范圍,采取的系列針對既有線的保護(hù)措施。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市及山區(qū)的道路、橋梁建設(shè)范圍在不斷擴(kuò)大.與此同時,隧道施工的方法也在逐漸改進(jìn)中.本文主要就復(fù)線隧道施工的必然性、爆破振動監(jiān)測情況和既有隧道的影響因素等方面進(jìn)行了論述.

盾構(gòu)隧道開挖過程中不可避免地會產(chǎn)生地層的損失、局部降低地下水位和對地層的擾動．這就必然產(chǎn)生不同程度的地面沉降，正在運營的地鐵線路對沉降敏感度高，本文利用有限元模擬盾構(gòu)施工時地面的理論沉降量，為盾構(gòu)通過提供理論指導(dǎo)。最后利用工程實際監(jiān)測數(shù)據(jù)驗證了其可行性，為類似工程施工提供有益的參考和幫助。

廣佛肇城際鐵路gzzh-7標(biāo)肇慶東站特大橋既有線上方橋面運梁、泄水管及無砟軌道施工方案 1 廣東珠三角軌道交通佛肇城際 gzzh-7標(biāo) 肇慶東站特大橋14#～20#墩既有線上方 橋面運梁、泄水管拆除及無砟軌道施工方案 編制： 復(fù)核: 審核： 中鐵十四局集團(tuán)佛肇城際gzzh-7標(biāo)項目部 2014年9月 廣佛肇城際鐵路gzzh-7標(biāo)肇慶東站特大橋既有線上方橋面運梁、泄水管及無砟軌道施工方案 2 肇慶東站特大橋14#～20#墩 既有線上方橋面運梁、泄水管拆除及無砟軌道施工方案 1.編制說明 1.1.編制依據(jù) 1.1.1.《鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法》（鐵運[2012]280號）； 1.1.2.《鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法補充規(guī)定》（鐵總運[2014]180號）； 1.1.3.《廣鐵集團(tuán)營業(yè)線施工安全管理實施細(xì)則》（廣鐵運發(fā)[2008]

本文對某市深基坑施工期間鄰近的地鐵2號線區(qū)間隧道及地鐵車站進(jìn)行變形監(jiān)測,著重介紹了地鐵隧道的監(jiān)測保護(hù)方案以及監(jiān)測技術(shù)方法,以期為類似工程的監(jiān)測提供參考。

采用三維有限元方法對平行盾構(gòu)隧道施工進(jìn)行模擬,分析新隧道動態(tài)掘進(jìn)時既有隧道位移、變形和內(nèi)力的變化規(guī)律。模型中考慮了盾構(gòu)機(jī)與管片襯砌相互作用,管片襯砌結(jié)構(gòu)的橫觀各向同性性質(zhì)。計算結(jié)果表明,既有隧道在盾構(gòu)機(jī)附近主要產(chǎn)生縱向上的不均勻沉降和側(cè)移,在盾構(gòu)機(jī)后方主要產(chǎn)生橫斷面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。新隧道的修建還將使既有隧道受到“側(cè)向加載“效應(yīng),使其橫斷面內(nèi)的彎矩減小,軸力增大,且左、右側(cè)受力不再對稱。既有隧道縱向受力出現(xiàn)先受壓、后受拉的特征,且在遠(yuǎn)離新隧道側(cè)將出現(xiàn)最不利應(yīng)力狀態(tài)。分析表明盾構(gòu)機(jī)頂進(jìn)力、注漿壓力和地層損失對既有隧道的影響較大,施工中應(yīng)嚴(yán)格控制,而頂進(jìn)反力的影響相對較小。該工作為類似工程的施工提供參考。

文章以重慶市地鐵1號線大坪車站跨越既有線段施工為研究對象,介紹采用flac3d對近距離疊交情況下新建隧道施工引起既有隧道襯砌的應(yīng)力和位移進(jìn)行了模擬和分析,同時分析了新建隧道以樁+承臺的方法跨越隧道施工后樁軸力和承臺梁彎矩的分布情況,研究成果為今后類似地鐵工程建設(shè)提供參考依據(jù)。

針對上海某項目工程,運用midasgts有限元軟件,分析了基坑開挖對側(cè)向及底部近接隧道的位移影響規(guī)律。結(jié)果顯示,基坑開挖主要造成側(cè)向隧道發(fā)生水平位移,對豎向位移影響不大,且水平位移隨著隧道與基坑間距的增大而減小,減小幅度逐漸變小。對底部隧道主要會引起豎向位移,水平位移可以忽略不計,豎向位移隨著隧道與基坑間距的增大而減小,減小幅度呈增大趨勢。此外,對基坑周圍多管線存在情況進(jìn)行了安全分區(qū),通過分區(qū)對隧道管線進(jìn)行安全評估,并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施。

隨著城市地鐵建設(shè)步伐的加快,軌道交通網(wǎng)絡(luò)的不斷完善,不可避免的會遇到緊鄰地鐵隧道的基坑工程。這些基坑工程將對地鐵的安全運營造成一定的影響。因此,在基坑設(shè)計時必須要考慮基坑開挖時對地鐵隧道變形的影響程度,合理的選擇基坑開挖方式及圍護(hù)支護(hù)形式。文章結(jié)合上海地區(qū)一個實際基坑工程,該基坑影響到地鐵二號線和七號線隧道,運用三維有限元分析方法對各隧道在基坑施工過程中所產(chǎn)生的變形影響進(jìn)行分析,以對現(xiàn)有的基坑開挖支護(hù)設(shè)計方案進(jìn)行復(fù)核。分析結(jié)果表明現(xiàn)有的設(shè)計方案下,基坑對地鐵隧道的變形影響符合相應(yīng)的地鐵保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),能夠確保地鐵的安全。

基于數(shù)值模擬方法,介紹了隧道圍巖位移、地表沉降、圍巖應(yīng)力等變化規(guī)律,闡述了某隧道的穩(wěn)定性特性,得出以下結(jié)論:通過數(shù)值模擬得到的云圖及數(shù)據(jù)分析可知,隨著隧道斷面與掌子面的距離的增加,拱頂?shù)南鲁亮亢凸暗茁∑鹆恳恢痹谠龃?但增速隨著與掌子面距離的增加而減小。這與實際工程實際相符,說明數(shù)值模擬建立的模型是正確可靠的；隨著開挖進(jìn)尺的的進(jìn)行,應(yīng)力將逐漸發(fā)生變化,即隨著掌子面的推進(jìn),隧道拱頂和拱底最大壓應(yīng)力逐漸減小,這與隧道開挖后應(yīng)力釋放有關(guān)。

在地鐵施工工作中,下穿既有線工程具備一定的隱蔽性與危險性特點,施工企業(yè)需做好施工監(jiān)測管理工作,明確其中是否存在安全問題與質(zhì)量問題,并掌握具體的監(jiān)測要點,確保在下穿既有線工程施工中制定完善的施工建設(shè)方案,樹立正確的工作觀念,以此提升整體工程的施工建設(shè)水平,滿足當(dāng)前的實際發(fā)展需求。

本文以北京地鐵亦莊線某區(qū)間明挖基坑側(cè)穿既有盾構(gòu)隧道工程為例，研究了基坑施工對既有盾構(gòu)隧道的變形影響