上软下硬地层隧道近距离下穿国道力学分析

针对某铁路隧道在上软下硬地层中修建时近距离下穿国道对国道及隧道的影响,文章通过有限差分软件Midas GTS NX,根据实际施工过程进行数值模拟,分析隧道施工引起的路基和隧道的变形规律及初支的受力特点,提出保障新建隧道施工安全及减少对既有公路影响的要求与措施.     

上软下硬地层盾构下穿施工中既有隧道应力和变形研究

上软下硬地层在沿海地区十分常见,由于地层竖向差异显著,在其中进行盾构施工难度较大。为评估上软下硬地层中盾构下穿过程中既有隧道的响应和安全,以广州地铁22号线下穿3号线的实际工况为例,基于Midas-GTS构建精细化的盾构下穿施工模型,并结合实测数据对其进行校验。在此基础上,分析了盾构下穿施工中既有隧道应力和变形,主要结论如下：（1）将Midas-GTS所得的沉降数据与现场实测的沉降数据相对比,证明Midas-GTS的有效性和可靠性。（2）在盾构下穿过程中,既有隧道的最大主应力分布于中间管片拱腰处,最大主应力为0.755 MPa;最小主应力处分布在管片拱顶区域,最小主应力为3.7 MPa。（3）在上软下硬的地层中开展盾构施工,既有隧道的最大沉降值为1.04 mm,小于规范允许值。     

上软下硬地层隧道开挖三维有限元分析

上软下硬地层大断面隧道受力结构复杂,分步开挖对围岩扰动大、风险高。为分析大断面隧道开挖受力特性,探寻分步开挖变形规律,利用MIDAS/GTS NX岩土分析软件建立三维有限元模型,对隧道开挖过程中地表沉降、隧道收敛、锚杆轴力、初支应力受力特性进行研究。通过分析得出,上软下硬地层大断面隧道开挖地表沉降主要发生在上台阶施工阶段,上台阶开挖引起的地表沉降占总体沉降量的97%;硬岩地层大断面开挖台阶间距对地表沉降、隧道收敛、初支结构受力影响不大。研究成果可为上软下硬地层大断面隧道开挖提供借鉴和参考。     

上软下硬岩体条件下隧道取消仰拱可行性研究

以广东省某城市隧道为工程依托,在上导坑围岩较差,而下导坑围岩较好的上软下硬岩体地质条件下,通过采用数值计算对大断面三车道隧道设置仰拱和不设置仰拱的2种工况进行了模拟研究,并对模拟结果进行了综合比较分析,得出在上导坑Ⅳ级、下导坑Ⅲ级围岩(石英砂岩)的地质条件下隧道仰拱是可以适当取消的结论。     

上软下硬地层浅埋暗挖工法适应性模拟

以青岛地区埋置于上软下硬典型地层中的地铁车站为例,选取双侧壁导坑法和单拱大空间法,利用三维有限元软件对两种施工方法的整个开挖过程进行数值模拟,重点对开挖过程中的地表和拱顶位移、围岩应力和支护结构内力等方面进行了分析.研究表明,与单拱大空间施工方法相比较,在上软下硬地层中采用双侧壁导坑施工方法能有效控制地表和拱顶沉降以及...     

上软下硬地层盾构近距离侧穿立交桥桩基影响分析

文中依托某城际铁路盾构隧道设计,运用数值模拟手段分析研究在上软下硬地层中,盾构隧道近距离侧穿对立交桥桩基的影响,研究结果表明,在盾构施工前使用阀管对桥梁桩基进行预注浆加固措施,对减小桥梁桩基的变形效果显著。研究结果可为上软下硬地层盾构隧道近距离侧穿立交桥桩基的设计工作提供一定参考。     

上软下硬地层隧道稳定性因素及影响研究

采用正交试验以及极差分析法比较隧道跨度W、埋深h、高跨比λ、隧道开挖技术以及机械掘进尺寸对施工工程因素作用下上软下硬地层隧道稳定性的影响。当软硬地层组合不同时,比较W、h、λ和地层隧道的软硬地层分界面中关键的位置参数β同地层隧道上部较软的地层参数D_s与地层隧道下部较硬的地层参数D_x对这三者同隧道地质因素以及隧道工程因素彼此相互作用为上软下硬地层隧道在稳定性方面所产生的一系列影响。研究只有h因素变化时对上软下硬地层隧道稳定性的影响,并分析了隧道的破坏演化规律。研究结果表明:W和埋深h属于隧道工程因素给上软下硬地层隧道自身稳定性造成影响的因素里面最关键的,影响第二的是高跨比λ;当隧道在开挖后自身稳定时,W是影响地质因素、工程因素共同作用下隧道稳定性的主要因素,反之是D_s软硬分界面改变了上软下硬地层隧道的破坏模式,当为深埋隧道时,上部较软地层是最薄弱的地方,实际工程中要加强支护。     

上软下硬地层中盾构隧道管片上浮机理与控制分析

为了研究盾构隧道管片在上软下硬地层中的上浮机理,通过对施工阶段单环管片的受力情况进行分析,得出了浆液产生的浮力是引起管片上浮的主要诱因的结论。同时,建立了上软下硬地层中盾构隧道管片上浮量计算模型,引入上浮力时变系数,推导出了管片上浮量预测公式,并结合青岛地铁1号线某盾构区间施工实践,验证了其理论解的准确性。最后,提出了有效的抗浮措施,可为盾构隧道内管片上浮的控制提供参考。     

上软下硬地层盾构机滚刀磨损特性研究

以广州地铁某盾构区间为工程背景,结合上软下硬地层的强度特性,提出了硬地层所占面积与掌子面面积之比来评估上软下硬地层中地层分布情况的方法,确定硬地层对开挖面强度特性的影响。根据地层特性和分布情况,提出了适应不同均一地层的刀盘合理转速以及适用于上软下硬地层的刀盘设计转速。通过监测盾构机掘进过程中的刀盘扭矩变化,提出根据刀盘扭矩变化幅度制定刀盘转速调整时机的预警机制,实现刀盘转速提前调整。结合实际应用效果,上软下硬地层会使盾构滚刀产生过快磨损,超前调整刀盘转速可有效降低滚刀受冲击荷载的影响,延长滚刀正常工作时的掘进距离,显著提高上软下硬地层中盾构施工效率。     

盾构隧道穿上软下硬地层掌子面顶推力优化研究

上软下硬复合地层是盾构施工中经常遇到的一类地质状况,在这种特殊地层条件下进行盾构施工有很多难点,结合深圳地铁7号线穿越上软下硬交界地层的工程实例,采用数值模拟的计算方法,对盾构隧道穿上软下硬复合地层(“由软入硬”及“由硬入软”)掌子面各分区内顶推力进行优化分析,结果表明:在盾构掘进穿越上软下硬地层的过程中,适当减小上部分区内千斤顶推力并增大下部分区顶推力的措施可以有效减小“由软入硬”段管片应力(S1减小2.76%~3.1%、S3减小3.39%~3.46%),并得出掌子面上中下分区内千斤顶推力的比例在8∶13∶18~10∶13∶16范围内较为合理。但这种调整盾构姿态的措施会使地表沉降出现增大趋势,而在实际工程中则可以适当增大土仓压力来抑制地表沉降的增大。     

上软下硬地层浅埋隧道基坑围护施工技术研究

针对上软下硬地层浅埋隧道基坑围护段的特点,分析了其开挖机理,梳理出施工中面临的两种不利工况。详细介绍了浅埋隧道基坑围护段下部岩石纯爆破开挖施工工艺和精细化施工工艺两种施工方案,并将两种施工方案的特点进行了对比分析。分析结果表明,浅埋隧道基坑围护段下部岩石精细化施工工艺是一种对周围围护桩影响较小、相对安全的施工技术。通过工程应用案例,总结出详细的精细化施工工序,同时验算了不利工况下的基坑稳定性指标,用于动态指导施工,可供供类似地下工程施工参考。     

上软下硬地层盾构掘进关键技术

根据深圳地铁11号线某盾构区间工程的实际情况,分析了盾构施工的难点,阐述了小里程段与大里程段上软下硬地层的掘进技术,总结了掘进过程中的注意事项,以供同类工程参考。     

青岛上软下硬复合地层矿山法隧道施工地表沉降规律分析

文中依托青岛地铁2号线五南区间矿山法隧道工程案例,运用FLAC3D有限差分软件并结合施工现场监测数据,探究矿山法隧道穿越上软下硬复合地层时地表沉降规律。通过对监测断面的地表沉降数据进行高斯峰值函数拟合,得出地层损失率、沉降槽宽度系数等反映监测断面沉降规律的相关参数。根据数值计算结果并结合现场实测数据,研究洞身处软硬地层厚度比、上覆土层类别以及爆破开挖进尺对地表沉降规律的影响。研究结果表明,随着隧道洞身处软岩比例的增加,地表沉降最大值及地层损失率均显著增加;随着爆破进尺的增大,地表沉降最大值及地层损失率均明显增大;上覆地层条件的改变对沉降槽规律影响不大。青岛地区上软下硬复合地层地铁施工引起的地表沉降受洞身处地层条件及爆破进尺影响显著,受上覆土层影响较小。     

上软下硬复合地层条件下深基坑支护设计探析

随着建筑工程行业的快速发展,深基坑的施工数量不断增加。在深基坑施工中,支护设计是最关键的一项内容,尤其在上软下硬复合地层条件下,深基坑支护的合理设计至关重要。本文以湖南省长沙市望城区时代建发和著项目为例,对此类施工条件下的深基坑支护设计进行分析,以期为提高深基坑支护质量提供借鉴。     

土压平衡盾构掘进对上软下硬地层扰动研究

 采用Ф800 mm模型盾构开展室内掘进试验以研究土压盾构掘进对上软下硬地层的扰动特征,试验充分考虑土压盾构动态施工全过程的影响。建立与室内掘进试验对应的离散元模型定量分析软土超挖现象并挖掘其他地层扰动信息。研究结果表明：土压盾构在硬岩地层中掘进时地表沉降曲面呈现向软土侧展开的“扇面”状;进入上软下硬地层后地表沉降值与范围均急剧增加,沉降曲面呈现自上而下逐渐收缩的“漏斗”状,硬岩侧收缩速度快于软土侧;上软下硬地层地表位移小于均质软土地层,而地中沉降显著大于后者;上软下硬地层地中沉降槽宽度参数沿深度方向呈指数增加,硬岩占断面比例越小,地中沉降槽宽度参数越大。相同埋深条件下,上软下硬地层地中沉降槽宽度参数小于均质软土地层。硬岩占断面比例越大,渣土中砂土所占比例与相应理论值差异越明显。地表水平位移在竖向沉降槽曲线反弯点处最大。研究可为土压盾构在上软下硬地层施工提供参考。     

盾构在上软下硬地层中穿越建筑物施工控制

通过对深圳地铁5号线盾构下穿碧海花园小区施工控制情况进行总结分析,重点论述了辅助措施的重要性与局限性,分析了在上软下硬地层条件下,盾构掘进所不可避免的风险,并探讨了盾构穿越该段的主要施工技术措施,为同类工程施工积累了经验。     

盾构穿越上软下硬复合地层施工技术措施浅析

伴随着轨道交通工程建设规模的迅速扩大,盾构法在带来便利的同时也面临着许多问题,因此,需要对盾构穿越典型复合地层的安全管理进行探讨。以深圳市某盾构施工险情案例为背景,从前期勘察、设计、风险预判、过程管控、施工统筹方面进行了分析,研究总结了上软下硬复合地层盾构施工技术措施,包括减少不良地质施工范围、预设刀具更换地点、严格控制盾构掘进参数、注意应用渣土改良等,对预防地下工程险情,防止事故发生有指导意义。     

大直径泥水盾构在上软下硬岩性多变地层中的适应性设计

大直径泥水盾构在上软下硬岩性多变地层长距离掘进时,容易出现沉降控制难、盾构姿态不易控制、刀具磨损严重和刀盘结泥饼等现象。以环城北路—天目山路提升改造工程01标段为工程依托,针对工程盾构直径大、盾构隧道穿越地层变化大和上覆土浅的特点,从盾构隧道刀盘选型、刀具布置等方面对盾构机进行针对性设计,总结了上软下硬岩性多变地层盾构选型的具体措施,有效提高施工效率,降低带压换刀的风险,保证施工质量,显著提高经济效益和社会效益。     

盾构隧道近接下穿既有隧道地层变形分析

以深圳地铁12号线盾构下穿隧道为研究背景,通过数值模拟分析了盾构掘进过程中地层变形。较坚硬地层盾构下穿施工,地表沉降值不超过1 mm。既有隧道削弱了掘进对地表变形的影响,导致地表沉降曲线在既有隧道位置出现回升。     

地铁隧道下穿既有建筑物的施工数值模拟与分析

隧道开挖必然对临近建筑物及新建隧道产生影响,如何在隧道施工前预测既有建筑物和新建隧道变形并提出相应预防与保护措施显得尤为重要。文章采用三维有限元方法对下穿紧贴已建建筑物的隧道暗挖施工进行了数值模拟,分析了隧道动态开挖施工时对既有建筑物以及在挖隧道衬砌受力和变形的变化规律,指出了既有建筑物变形最大区域。结合变形控制标准提出了相应的预防措施,研究结果为类似工程设计提供了依据。