单洞双线隧道平行近接施工时效性研究

以福平铁路单洞双线隧道近接施工为背景,探讨考虑围岩流变情况下近接隧道施工对既有隧道的时效性影响,通过建立数值计算模型,分析新建隧道开挖一定时间后既有隧道的位移、二次衬砌受力、塑性区的变化。结果表明:单洞双线隧道平行近接施工时,对既有隧道左右边墙的影响要大于对拱顶、仰拱的影响,右边墙最大位移达到0.148 5 mm,其中仰拱、左右边墙位移稳定后,拱顶位移180 d后仍在发展;近接隧道施工后,二次衬砌受力状态得到改善,所受压应力减小,随着时间的发展二次衬砌依然能保持稳定;新建隧道的开挖不会引起既有隧道塑性区的变化,结合新建隧道塑性区演化规律,建议在第29 d左右施作新建隧道的二次衬砌。     

新建引水隧洞施工对既有铁路隧道稳定性影响

新建隧道施工会不可避免地对既有邻近铁路隧道产生不利影响.以攀枝花观音岩引水隧洞为研究背景,采用三维有限元方法研究新建隧洞施工对既有铁路隧道稳定性的影响.研究结果表明:引水隧洞近接施工对成昆铁路隧道的影响较小,开挖完成导致既有隧道顶部围岩出现拉应力;二衬最大竖向、水平位移均满足变形控制标准;二衬最大弯曲压应力为0.95 ...     

砂土中隧道施工引起近接隧道位移的试验研究

新建隧道施工对近接隧道的影响,一直是隧道设计和施工中必须考虑的问题,但现阶段对此还没有一致的认识。为了进一步研究新建隧道施工对近接隧道影响机理,设计了能够模拟隧道分步开挖的室内模型试验装置,并用该试验装置进行了砂土地层中新建隧道施工引起近接水平平行隧道位移的试验研究。试验重点研究了两平行隧道间净距、埋深对既有隧道位移的影响。通过对试验结果分析,得到了既有隧道拱顶和靠近新建隧道一侧拱腰部位的位移发展规律。试验结果分析表明,新建隧道开挖会对既有平行隧道结构产生侧向挤压效应,隧道埋深和净距对既有隧道的位移都有影响,但隧道间净距变化对位移量的影响更大。当隧道间净距大于2倍隧道直径时,新建隧道开挖对既有水平平行隧道位移的影响非常小。研究成果可为砂土地层中近距离平行隧道设计和施工提供参考。     

基于强度折减法的某隧道临近既有隧道施工安全分析

在地下工程近接施工中,新建结构物的施工会改变既有结构物的受力状态,从而对既有结构物产生不利影响,文章以成昆线新建麻曲隧道与布祖湾近接为工程依托,采用强度折减法对其进行相关数值计算,结果表明:针对该工程,隧道裸洞状态具有足够的稳定性,同时按既有布祖湾隧道施工完成-麻曲隧道开挖完成-麻曲隧道施作初支后-麻曲隧道施作二衬的安全系数均大于1,满足规范要求。     

下穿建筑物及浅埋近接隧道施工力学行为分析

针对城市地铁新建线路近接既有浅埋隧道与高层建筑桩基,进行了三维数值模拟的施工力学行为研究。文章以重庆东水门大桥·千厮门大桥渝中区连接隧道为背景,该隧道下穿华夏银行段距离建筑物桩基距离为3.83 m,空间距离非常接近,两者相互影响较大,同时该隧道与其下方的轨道交通六号线近接,间距约为2.5 m,三构筑物空间近接。建立隧道的开挖数值模拟为方法,分析了隧道开挖过程中围岩应力及桩基位移、隧道及轨道交通六号线衬砌内力的变化,同时详细分析了桩基位移随隧道开挖的变化规律,为类似工程的设计、施工及监控提供了依据。     

新建隧道上穿既有输水隧洞近接施工静动力研究

通过三维弹塑性有限元方法对新建隧道上穿既有输水隧洞近接施工静、动力响应进行了研究,并提出交叉段工程控制措施。结果表明:采用上下台阶法开挖引起的输水隧洞位移较小,拉、压应力增量均满足要求;当新建隧道上台阶掌子面位于输水隧洞正上方时,控制爆破进尺不大于1.0 m可使爆破振速满足要求;爆破进尺为1.0 m时,输水隧洞最大应力小于喷射混凝土极限强度;本文施工方法可有效控制新建隧道开挖对输水隧洞衬砌结构产生的有害影响。研究成果与方法可为类似工程提供参考。     

城市浅埋隧道近接桩基的施工力学行为分析

针对某城市地铁新建隧道近接既有高层建筑桩基群,进行了三维数值模拟的施工力学行为研究。文章以重庆东水门大桥·千厮门大桥渝中区连接隧道为背景,该隧道直接下穿筷子街65~#大楼,大楼桩基础底部距离隧道初期支护拱顶18.5 m,且直接位于隧道顶部,两者相互影响较大。建立隧道的开挖数值模拟,分析了隧道开挖过程中围岩应力及桩基位移、隧道衬砌内力的变化,同时详细分析了桩顶沉降随隧道开挖的变化规律,为类似工程的设计、施工及监控提供了依据。     

新建隧道与既有隧道交叉施工分析

文章以某段新建平顶隧道开挖为例,采用Midas GTS三维有限元方法对此段新建隧道的施工过程进行数值模拟。开挖过程中,新建隧道与既有的隧道接近90°交叉,两隧道垂直距离约1.2m,新建隧道的开挖势必对既有隧道的变形及受力产生影响,与此同时,既有隧道也会对新建隧道的结构产生影响。文章对新建隧道——既有隧道互相影响进行分析,为施工提出合理建议,也为类似工程施工提供一定参考。     

新建隧道开挖对既有线稳定性影响的数值分析

针对复线工程施工对既有隧道稳定性影响较大的问题,本文采用ANSYS有限元软件建立了下穿隧道的二维数值模型,分析了新建隧道开挖对既有线的影响作用。通过对新建隧道开挖前、后既有隧道的围岩应力、位移变化进行对比分析,论证了新建隧道施工方案的可行性。     

盾构邻近既有隧道施工控制技术及影响分析

针对盾构邻近既有暗挖隧道施工影响及其加固控制技术,依托某地铁车站区间隧道及其附属停车场站出入线工程开展研究。首先介绍了工程包含的近接施工特征与相应的加固措施,并借助ABAQUS建立了包含地层、新建盾构隧道和既有暗挖隧道等结构的三维精细化数值模型。结合设计划分的近接施工范围,进行盾构掘进施工条件下的暗挖隧道初支和套拱等加固结构的受力变形分析。重点讨论了暗挖隧道衬砌的变形情况及应力分布规律,并分析了套拱和横撑在加固体系中的功能性占比。最后,根据不同结构的受力变形结果判断了加固技术的可靠性。结果显示:盾构隧道开挖使得既有暗挖隧道受到了一定的挤压效应,暗挖隧道整体表现为远离盾构隧道的变形趋势;套拱比横撑承担了更大的附加荷载;加固措施的存在有效保证了既有暗挖隧道衬砌结构的安全。     

北京地区浅埋暗挖法下穿施工既有隧道变形特点及预测

 城市地下工程建设中,新建隧道近距离下穿施工对既有隧道造成的扰动不可避免。正确分析及可靠预计既有隧道变形成为目前地下工程建设的热点问题。在预测隧道开挖引起的地表位移的经验法中,Peck公式最简便,应用也最为广泛。搜集北京地区10个近接下穿工程23组数据,对既有隧道实测变形进行拟合,发现绝大多数符合Peck公式分布规律。拟合得到地层损失率为0.116%～1.183%,沉降槽宽度系数为0.93～6.76。讨论新建隧道施工工法、辅助施工方法、新建隧道与既有隧道的埋深、既有隧道刚度、新建隧道双洞间距、变形缝位置等因素对经验参数的影响,给出经验参数的修正公式。将经验参数修正公式与Peck公式相结合,为北京地区受新建隧道下穿施工影响的既有隧道变形提供一个简便、快捷的预测方法,并通过工程实例验证了预测方法的有效性。研究成果可对未来北京同类工程和其他地区近接工程设计和施工提供参考,同时对丰富同类工程数据库具有重要意义。     

既有人防结构电力改造对邻近建筑的影响研究

随着城市的发展,对既有地下结构的改造和扩建日益增多,城市地下空间环境复杂,近接建筑物多,施工过程中易对既有建构筑物造成影响。以重庆解放碑地下停车系统工程下穿银座商场主通道下的新建电力隧道为工程背景,提出从现状人防结构路面下开挖电力隧道的设计方案,经过现场检测得到人防结构现状参数,结合有限元数值技术模拟电力隧道施工过程,分析电力隧道开挖施工引起的既有人防结构及近接建筑物基础变形情况。结果表明:各个施工阶段,既有人防结构及近接建筑物处于稳定状态,该新建电力隧道设计方案可行。     

新建隧道爆破施工对既有轨道交通区间隧道的动力影响分析

为研究新建隧道爆破施工对既有轨道交通区间隧道的动力影响,以重庆轨道交通9号线一期工程观音桥站施工通道为例,采用有限元数值分析法建立爆破模型,模拟既有的重庆轨道交通3号线区间隧道在爆破荷载作用下引起的振动速度及岩土应力分布情况。结果表明:新建施工通道爆破开挖引起既有区间隧道结构的振速最大值为1.38 cm/s,控制在1.50 cm/s以下;同时,对等效应力云图的分析可以看出,模拟爆破产生的应力较小。可见新建隧道爆破施工对既有轨道交通区间隧道的动力影响较小,风险可控,建议施工过程中加强对既有轨道交通区间隧道迎爆侧及拱顶位置的监测。     

软土盾构隧道近接施工应力迁移规律研究

在多线叠交隧道空间布置形式下,盾构近距离穿越既有隧道施工对既有隧道的影响主要通过扰动周边的土体,使其应力发生改变,进而影响既有隧道的应力状态。针对外力作用下衬砌和土体两种不同介质进行耦合作用时应力的快速迁移现象,构建了考虑土体流变特性的盾构近接施工应力迁移模型,推导出新建隧道以任一穿越角度施工时,既有隧道和扰动土体在时间域内的应力迁移解析式,并讨论了取值参数的敏感性程度。分析结果可为今后类似多线叠交隧道工程的设计和施工提供理论指导。     

盾构近接施工对既有隧道影响参数分析及近接度分区研究

隧道下穿既有隧道近接施工将会使土体原有应力释放,引起既有隧道附加应力,分析不同影响因素对既有隧道结构的影响至关重要。本文通过FLAC3D反转应力释放法模拟盾构施工对地层的扰动,建立盾构下穿既有隧道三维模型,对盾构施工参数进行精细模拟,分析各主要因素对既有隧道应力增量与变形产生的影响。随着中间地层弹性模量的增大与土舱压力比的增加,既有隧道横向应力增量和拱底水平位移增大。研究隧道近接施工对既有隧道的影响程度,建立近接度分区公式,基于既有结构应力增量准则,进行关于隧道间距比和埋深比的近接度划分。近接影响分区结果表明,埋深比越大,隧道间距比越小,影响度则越大。根据近接度分区结果,提出一套相应的盾构下穿施工安全控制对策。     

平行盾构开挖离心机模拟试验研究

通过离心模型试验模拟平行盾构隧道近接开挖施工,研究了盾构隧道近接开挖对既有隧道结构内力、管片变形和地表沉降的变化规律。结果表明:1隧道开挖引起地表沉降的大小与开挖的步骤有关,而沉降槽的范围基本不变;2既有隧道靠近新建隧道一侧受拉,这一侧弯矩出现负增量,侧向土压力也有一定的减小,且既有隧道直径水平向变大,而垂向直径基本不受影响;3由于土拱效应,新建隧道已完成开挖部分管片拱顶的土压力随开挖进程先减小后增大;4采用地层结构法可以准确模拟隧道开挖过程的隧道结构力学特性与变形规律。     

隧道近接下穿既有铁路线低扰动施工方法及其精细化模拟分析

针对软弱地层中某新建隧道近距离侧穿2条相邻铁路线大桥桩基础的特殊工程需求,提出并设计了一套新式强化联合支护方法;针对性地建立了三维精细化数值模型,并设计了基于无限元法的边界处置技术,有效地控制了边界效应与模型规模;实现了在新式强化联合支护方法下,对新建隧道开挖的全过程进行工程尺度模拟;量化分析了新建隧道施工过程对既有桥墩结构、超近接桩基水平位移、竖向沉降和应力分布的影响。结果表明:在拟定设计支护结构参数和施工方法的条件下,新建隧道下穿既有铁路大桥桥墩的施工,对桩基的位移变化影响相对较小,各指标最大变形均未超过相关规范允许的控制值;各桥梁桩基受施工影响而导致的应力幅值变化较小,普遍处于受压状态,压应力小于桩体材料的最大应力容许值。该研究结果对相似工程的施工和安全稳定控制有借鉴意义。     

新建地铁隧道曲线下穿既有地铁施工影响控制研究

为保证新建隧道曲线近接既有地铁安全施工,采用工程调研的方法研究了该工程的主要风险,对近接施工风险和既有运营结构现状进行了调查分析;结合工程施工风险调研结构和既有结构现状调查,有针对性地提出了施工加固措施,并结合现场实施结构对提出的风险控制措施进行了验证。结果表明：（1）该工程曲线下穿段包括曲线下穿车站风道和既有运营地铁隧道,其中下穿车站风道施工为一级风险,下穿地铁区间施工为特级风险;（2）曲线下穿段近接施工风险控制措施：上半断面深孔注浆;区间洞内增设临时仰拱;缩小格栅步距,由750mm变为500mm;(3)现场监测所有监测指标均在安全阈值内,新建隧道、既有车站风道和既有地铁区间的变形均在安全阈值内,拟定的风险控制措施保证新建隧道顺利下穿既有地铁风道和既有地铁区间。     

安家庄隧道施工对相邻已营运隧道安全性的评估

新建隧道的开挖会导致临线既有隧道中围岩应力的重分布,对既有隧道衬砌产生不利影响。山西通昌能源有限公司兴县铁路安家庄隧道紧邻瓦日铁路和肖家洼铁路,距肖家洼铁路隧道最近仅1.1m,距瓦日铁路隧道最近为19.7m。安家庄隧道的开挖对两侧既有隧道的安全性构成了严重威胁。针对该问题,首先详细介绍了隧道线路布置、工程地质条件及隧道结构形式等工程条件;然后,采用数值方法,计算了安家庄隧道开挖后两侧既有隧道衬砌的受力情况;并在此基础上,选取两侧既有隧道衬砌的最不利受力位置,依据铁路规范对安家庄隧道开挖后临线既有隧道衬砌的安全性进行了定量评估。研究成果为安家庄隧道的设计和施工提供了重要指导。     

近接爆破施工对下伏铁路隧道振动影响的监测分析研究

以厦门北动车运用所新建刘塘隧道上跨既有铁路隧道为工程背景,首先介绍机械/钻爆混合开挖方法在隧道近接施工中的应用;进而通过爆破振速的实时监测,分析研究近接爆破施工对下伏既有隧道的振动影响。实测分析研究表明:1)新建隧道采取机械/钻爆混合开挖方案,可显著降低爆破振动效应对下伏既有隧道的不利影响;2)爆破位置对于振动效应的影响明显,背爆测振动效应明显小于迎爆侧,迎爆侧能量损耗更小故而振速更大且振速分布更为离散。3)多次爆破扰动引起岩体累计损伤较大,故拱顶测点数据反演所得α值与规范建议值相比偏大;同时负高程对爆破振动效应存在缩小效应,故边墙测点数据反演所得K值与规范建议值相比偏小。