地铁盾构隧道下穿既有高铁桥数值模拟及实测施工影响分析

为研究地铁盾构隧道下穿既有高铁桥引起的地面建(构)筑物沉降机理及施工方案的合理性，以广州地铁18号线下穿广深港高铁桥为例，采用三维有限元分析软件MIDAS-GTS对盾构隧道开挖的全过程进行数值模拟，研究由地铁盾构隧道下穿高铁桥造成的地面沉降及桥桩变形影响。同时，将桥墩墩顶位移及地铁隧道结构变形的现场监测数据和数值模拟结果进行对比分析，研究了造成二者差异的主要因素。研究结果表明：场地工程地质条件良好且围岩自支撑能力强，采用盾构法直接下穿沙湾水道特大桥，在采用隔离桩加固措施后，桥桩沉降及其水平变形均在可控范围内；盾构施工对桥梁桩基的附加内力较小，既有桥梁的结构刚度能满足其抵抗变形的要求；区间地铁与桥梁桩基净距较大，同时地层情况以中风化粉砂质泥岩为主，当采用隔离桩加固措施后，区间地铁开挖对桥梁影响较小；桥墩最大实测沉降是其数值计算结果的1.15倍，监测结果与数值模拟结果保持了较好的一致性。     

盾构隧道下穿城市立交桥影响性分析

北京地铁16号线木樨地站～达官营站区间下穿木樨地桥,木樨地桥临近北京地铁1号线和京密引水渠,盾构穿越存在较大风险。根据国内外情况,提出了桥梁位移控制标准。在风险控制措施的基础上,建立了盾构下穿木樨地桥的三维有限元分析模型;以桥桩为对象,分析了不同模拟施工步下桥桩竖向及水平位移变化规律;以承台为对象,分析了不同模拟施工步下承台竖向位移及差异沉降结果。分析表明:区间下穿木樨地桥时风险较大,在盾构施工控制措施外,需要辅助以洞外隔离保护措施;通过三维数值计算,桥梁位移满足控制标准,结构处于安全状态;南桥4轴处桥梁结构是桥梁位移控制的关键位置。研究结论可为类似工程提供一定的借鉴与参考。     

小半径曲线叠落盾构隧道下穿京沪高铁隔离桩设置参数研究

基于济南轨道交通R1线工程小半径曲线盾构隧道下穿京沪高铁,采取数值模拟手段研究隔离桩桩长、桩间距等不同设置参数下,对既有高铁桥梁结构的保护效果。计算结果表明:增加隔离桩桩长可以提高保护效果,反之降低;隔离桩桩间距增加,保护效果有所降低。通过计算分析,隔离桩采用桩间距1.2 m、桩长39 m(桩端位于隧道底部以下4 m)较为合理。采用室内模型试验针对桩间距1.2 m、桩长39 m隔离桩设计方案进行验证,试验结果表明:盾构隧道所下穿的两侧承台沉降变形均较小,承台沉降最大值仅0.5 mm,隔离桩设置可有效减少盾构施工对高铁桥桩影响。现场全自动化监测结果显示,承台沉降及水平位移的最大值均未超过0.4 mm,小于控制值1.0 mm。现场监测结果与数值模拟、模型试验结果比较一致,验证了数值模拟和室内模型实验结果的可靠性。     

苏州轨道交通2号线盾构区间隧道设计的特点与难点

结合苏州轨道交通2号线盾构区间隧道的设计,针对盾构隧道下穿沿线大量房屋,深入研究不同房屋建筑的沉降控制标准、盾构同步注浆和二次注浆参数、盾构掘进参数、监控方案等,提出了明确的保护实施方案;对线路绕避桥梁、桥梁拆除和盾构机直接切割桥桩方案做了技术比选,重点介绍盾构机切割桥桩的实施要求如盾构机刀盘改造、桥梁截桩保护、掘进施工和盾构隧道加强措施等;对盾构隧道下穿铁路站场,根据城际高速铁路和普速铁路不同的沉降控制标准,研究制定了不同的加固方案,结合铁路站场改造协调制定了具体的加固实施方案。     

双线小净距隧道正下穿高压电塔影响研究

城市地铁双线小净距隧道下穿高压电塔,施工风险较高,研究盾构隧道近距离穿越高压电塔影响,对于保证施工过程中高压电塔及区间隧道安全稳定具有重要意义。文章以岩石地层小净距盾构区间下穿南吴线66kV高压电塔为背景,通过数值分析计算,模拟盾构下穿高压电塔施工工况,对高压电塔基础沉降进行计算分析,将计算值与地表监测值进行对比,验证计算结果,最终双线净距仅2.8m的2条隧道安全顺利通过高压电塔。     

复合地层曲线盾构隧道对邻近桩基变形影响研究

南京地铁 7 号线万寿村站—丁家庄站区间线路多段穿越上软下硬复合地层,且以曲线隧道先后近接经五路高架桥和涂家营桥,最小水平净距 1.26 m,复合地层、曲线隧道和近接桥梁桩基是该区间工程的重大风险源。文章采用数值模拟方法,建立复合地层曲线盾构隧道近接桥梁桩基三维数值仿真模型,计算复合地层曲线盾构隧道开挖后,邻近经五路高架桥桩基和涂家营桥桩基的横向位移、竖向位移和曲线隧道的超挖量。计算结果表明,经五路高架桥桩和涂家营桥桩的横向位移均超出桥桩横向位移控制值,需采取控制措施保证施工安全。依据计算结果,提出监测隧道纠偏量、控制壁后注浆量等控制措施,进而控制桩基变形,保证施工安全。     

地铁盾构施工下穿高速铁路隔离保护技术

北京地铁10号线二期草桥站—纪家庙站区间隧道施工须下穿京沪高铁高架桥,保证施工安全及京沪高铁桥梁基础安全是施工难点。采用有限元软件ANSYS建模分析隧道施工时对桥梁基础采取隔离保护措施的效果。分析结果表明,两座隧道中间的桥墩承台受盾构两次掘进通过的影响,产生的沉降量最大,且最大沉降量靠近后掘进的隧道;设置隔离桩可降低桥桩变形。依据分析结果确定了工程措施,并论述了隔离桩施工、盾构掘进参数控制等关键技术。施工监测结果表明,桥梁墩台累计变形在控制范围之内。     

双线盾构隧道小净距下穿时既有隧道结构的变形数值分析

盾构隧道难免会下穿既有构筑物。以新建某地地铁2号线区间双线盾构隧道下穿既有地铁1号线区间隧道为例,通过运用ANSYS有限元分析软件对土体注浆和未注浆情况下盾构施工进行模拟,得出土体在注浆的情况下既有结构的变形明显减小。最后将ANSYS计算结果与监测结果进行比较,两者相差不大,验证了模拟计算结果的正确性,为今后盾构隧道下穿既有结构的施工提供了借鉴和参考。     

济南地铁盾构隧道穿越京沪铁路路桥方案及影响分析

济南地铁某区间盾构隧道下穿既有京沪铁路路桥区段,为减小盾构施工对既有铁路路桥的影响,文章对盾构隧道下穿既有铁路路桥设计方案做了比选研究,并通过MIDAS有限元软件对盾构隧道施工阶段进行数值模拟,计算分析铁路路桥在盾构隧道开挖过程中产生的变形与沉降,根据数值计算的结果对施工措施提出建议。     

双线盾构连续长距离穿越桩基施工技术

杭州地铁1号线工程城站站～湖滨站盾构区间在507 m长度范围内,双线盾构连续近距离穿越4组桥梁共计38组桥桩.施工所形成叠加影响,极易引起桩周土体应力状态的改变,可能造成桩基承载力的损失,甚至影响既有桥梁的使用安全.在工程实施过程中,采取了洞内注浆加固等一系列措施,控制了盾构施工对外部环境的影响,确保了周边建构筑物的安全.     

沈阳地铁1号线东中街站—滂江街站盾构区间下穿220kV电力线杆塔施工技术

沈阳地铁1号线东中街站—滂江街站区间位于沈阳市大东区沈海立交桥南端,区间起讫里程为DK18+863.51~DK20+388.550,左线全长1 526.548 m,右线全长1 525.04 m,采用盾构法施工。区间左线隧道需要下穿220 kV热顺甲乙线第12、13、14号线杆塔,线杆塔为耐张钢管杆,基础为人工挖孔桩基础。主要对该区间盾构下穿高压线杆加固塔施工方案进行介绍。对高压线杆塔进行加固的可行方案有:局部水平冻结方案,浅基础加固方案,桩基础过桥方案,经比选决定采用浅基础加固方案。通过对原线杆塔基础从地表采取加固措施,并从盾构掘进角度采取可靠的施工措施,最终达到了确保电力线路安全运行和地铁隧道安全掘进的目的。     

地铁盾构隧道下穿既有桥群桩基础保护方案研究

根据沈阳地铁十号线某盾构区间隧道近距离下穿既有桥梁群桩基础的工程实例,结合既有桥梁的结构形式、现场周边环境条件、工程位置地质条件、新建盾构隧道与既有桥桩位置关系以及现场作业空间及施工条件,综合确定适合本工程的扩大板基础托换方案,并通过理论分析及数值模拟计算,进一步研究扩大板基础托换方案的合理性。研究结果表明,在盾构正常施工条件下,通过扩大板基础托换的实施,可大幅减少盾构隧道施工期间既有桩基的绝对沉降及群桩之间的差异沉降,显著降低下部新建盾构隧道管片的弯矩,改善新建盾构管片的受力条件。     

地铁盾构隧道侧穿高铁桥群桩设置隔离桩影响分析

结合某盾构隧道侧穿高铁桥群桩基础,研究了盾构隧道侧穿高铁桥桩施工过程中对群桩的影响.通过采取隔离桩措施降低对群桩的影响,对隔离桩设置范围、位置和深度等进行了对比计算分析,得出如下结论:1)当群桩基础与隧道轴线存在夹角时,桩基和承台产生不均匀沉降,承台刚度会影响群桩的变形;距离盾构隧道近的基桩和承台位置一般为沉降变形,越近的基桩变形越大;远侧由于群桩作用效应和承台刚度影响,局部可能会产生隆起变形,应特别关注不均匀变形的影响.2)基桩变形最不利位置位于盾构隧道底部以上部位,而在底部以下基桩变形普遍较小.因此,采取土体改良措施时应主要针对盾构底部以上部分土体.3)采取隔离桩措施能降低盾构隧道施工对高铁桥桩的影响达40％以上,对桥桩起到很好的保护作用.4)隔离桩最优设置范围为桩基垂直于隧道轴线投影范围以外1.0D～1.5D(D为隧道直径),超出1.5D范围的隔离桩作用不大.5)从设置隔离桩改善既有桥桩的变形考虑,隔离桩的设置应尽量靠近后施工隧道,这样对既有高铁桥基础的影响会减少,而且隔离桩自身施工对既有桥桩的影响也会减少.6)隔离桩深度宜取隧道底部以下l～3m,在此范围内按需设置,效果最优,也最经济.     

盾构隧道近距离下穿立交桥施工影响分析及控制

以合肥轨道交通2号线青阳路站—西园路站盾构区间下穿五里墩立交桥为工程背景,通过盾构施工时的地层-桩基变形分析和全桥上部结构受力及变形分析,提出了适合本工程盾构施工时的地层损失率控制指标、桥梁基础差异沉降控制指标,以及穿越施工时的针对性保护措施,保证了该工程的顺利实施,也为合肥轨道交通建设积累了重要经验。     

地铁盾构隧道长距离近接高架桥桥桩保护方案

长沙市地铁一号线涂家冲站-铁道学院站区间沿芙蓉南路敷设,先后穿越二环路、京广铁路等。穿越南二环新中路立交时,区间隧道采取绕避的方式在桥桩间穿越,长约750 m。结合地质条件及区间隧道与桥桩的相互关系,论述盾构施工对桥桩的影响,并提出相应的保护措施。     

西安地铁盾构隧道施工对邻近建筑物的影响及控制技术

以西安地铁3号线某区间盾构隧道下穿既有建筑物工程为背景,采用FLAC数值模拟软件对盾构施工引起建筑物变形规律进行预测,计算结果表明盾构施工影响建筑物安全使用。在采取相关减灾技术措施后,保证了盾构施工过程中建工金华酒店的安全稳定,表明盾构下穿建工金华酒店时的减灾技术是合理有效的。     

隧道近距离穿越桥区的设计

北京地铁十号线万柳站-苏州街区间采用浅埋暗挖法施工．区间在桥桩间通过,与桥桩的水平距离为1．4-4．0m．本文根据评估报告的沉降要求,制定了合理的设计施工方案,采取隔离桩和洞内注浆的措施,使隧道顺利通过了桥区,为以后隧道穿越桥桩设计提供了参考．     

杭州地铁大直径越江隧道总体设计关键技术

杭州地铁1号线三期下穿钱塘江区间采用单洞双线大直径盾构隧道的断面形式,泥水平衡盾构法施工。针对其下穿钱塘江及大堤、下穿江底输油管、高水压下盾构施工以及有压气体等设计施工重难点问题,通过工程类比、数值计算等手段提出相应的解决思路,并通过现场实测结果进行验证。研究成果可为城市大断面越江地铁盾构隧道工程提供借鉴。     

盾构长距离下穿湖底的设计方案研究

苏州轨道交通1号线星港街站～会展中心站区间隧道长约2 350 m,其中约1 850 m下穿金鸡湖,是苏州地区第一条湖底盾构隧道,同时也是目前国内最长的湖底盾构隧道。该区间隧道所处的地层为含有微承压水的粉细砂地层,且隧道最小覆土厚度仅为7.4 m,隧道结构与防水设计难度高,施工风险大。结合该工程,对地铁区间长距离下穿水域的设计方案进行了探讨。     

盾构隧道近距离下穿在建城际车站影响分析

以佛山市城市轨道交通三号线大墩站-东平站区间下穿广佛城际铁路东平新城站为背景,研究区间隧道上方车站中板已完成施工、围护结构支撑已拆除、车站尚未封顶板时的盾构隧道下穿方案,采用Midas GTS NX建立盾构下穿广佛城际铁路东平新城站的三维计算模型。计算结果表明,随着支撑拆除和右线盾构隧道下穿,地下连续墙最大水平位移,竖向位移,总位移值分别为27. 83 mm、1. 367 mm、27. 94 mm,均小于30 mm,对连续墙变形影响很小,隧道下穿过程中连续墙最大弯矩值为1 405. 4 kN·m,最大剪力值为467. 9 kN,配筋满足要求。盾构下穿过程中现场监测数据表明,连续墙实际最大水平位移,竖向位移,总位移值分别为25. 74 mm、1. 421 mm、26. 83 mm,确保了佛山城市轨道交通三号线下穿盾构的顺利通过。