復(fù)雜條件下暗挖隧道近距離穿越施工既有橋梁的影響研究

以武漢地鐵3號(hào)線王家墩北站—范湖站盾構(gòu)區(qū)間為背景,研究在未進(jìn)行加固承壓水粉細(xì)砂層中近距離下穿既有隧道施工和量測(cè)技術(shù),提出對(duì)既有線路隧道進(jìn)行補(bǔ)充加固體系及相應(yīng)的參數(shù),同時(shí)提出土壓平衡盾構(gòu)在下穿位于軟弱地層中的既有地鐵線隧道的掘進(jìn)參數(shù)體系和控制難點(diǎn),采用既有線內(nèi)沉降監(jiān)測(cè)及隧道結(jié)構(gòu)收斂監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)既有隧道進(jìn)行變形和沉降監(jiān)測(cè),確保既有隧道的安全。

盾構(gòu)隧道超近距離穿越樁基會(huì)對(duì)既有樁基造成不利影響,利用工程分析法和數(shù)值模擬分析法,研究盾構(gòu)隧道在樁側(cè)穿越時(shí)對(duì)既有樁基的影響,得到樁身側(cè)向位移及應(yīng)力分布特征,兩種方法的計(jì)算結(jié)果非常接近,證明了所用方法的可靠性,計(jì)算結(jié)果有助于對(duì)樁身安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

結(jié)合廣州地鐵三號(hào)線北段礦山法隧道的施工,重點(diǎn)論述了隧道在通過(guò)廣汕公路、元崗特大橋的情況下,采用擺噴墻、三管旋噴樁、鋼花管樁等超前支護(hù)以及特大橋樁基托換的一系列施工技術(shù)措施,以保證隧道順利安全地貫通。

盾構(gòu)近距離穿越已建地下構(gòu)筑物位移場(chǎng)的影響因素及其敏感性與常規(guī)施工有較大的不同。結(jié)合上海地鐵四號(hào)線隧道超近距離穿越運(yùn)營(yíng)地鐵隧道的工程實(shí)例發(fā)現(xiàn)當(dāng)盾構(gòu)接近上方近距離(凈距為1.05m)地鐵隧道時(shí)地層土壓力發(fā)生較大變化,相應(yīng)的盾構(gòu)土艙管理壓力需作相應(yīng)調(diào)整。根據(jù)隧道受荷機(jī)理及彈性力學(xué)原理,找到了這一問(wèn)題的理論依據(jù),便推導(dǎo)了相關(guān)理論公式,并在實(shí)際工程中設(shè)計(jì)了盾構(gòu)土倉(cāng)管理壓力分步臺(tái)階控制方案,對(duì)盾構(gòu)控制起到了很好的指導(dǎo)作用,成功地將地鐵位移控制在5mm之內(nèi)。土壓力實(shí)測(cè)結(jié)果與理論推算的數(shù)值大小及分布相當(dāng)接近,說(shuō)明所采用的理論方法是正確可靠的,在盾構(gòu)超近距離穿越施工中具有重要指導(dǎo)意義。

北京地鐵#10線國(guó)—雙區(qū)間盾構(gòu)段穿越國(guó)貿(mào)橋群樁、通惠河、京秦鐵路及雙井北天橋。隧道與國(guó)貿(mào)橋橋樁最近距離只有1.78m,通惠河底與隧道拱頂距離僅10.00m,隧道周邊情況及地質(zhì)條件十分復(fù)雜。施工采取一系列技術(shù)措施控制地表沉降,并結(jié)合flac-3d建立有限元數(shù)值模型進(jìn)行分析。結(jié)果表明,地表沉降和既有樁基樁頂沉降均小于允許值,施工得以安全有序地完成。

為解決盾構(gòu)工法近距離下穿運(yùn)營(yíng)既有地鐵車站中盾構(gòu)總沉降控制問(wèn)題,通過(guò)采取盾構(gòu)施工前對(duì)障礙物進(jìn)行探測(cè)、區(qū)間與車站之間土體的加固、盾構(gòu)推進(jìn)和注漿參數(shù)的合理確定及盾構(gòu)機(jī)注漿系統(tǒng)的改進(jìn)等一系列措施,確保了盾構(gòu)在整個(gè)下穿過(guò)程中的順利推進(jìn),并使整個(gè)施工過(guò)程的總沉降量控制在-1.7mm以內(nèi),達(dá)到了施工前評(píng)估報(bào)告要求的-3～+2mm的控制標(biāo)準(zhǔn),為盾構(gòu)下穿既有站施工的沉降控制積累了經(jīng)驗(yàn)。

在闡述盾構(gòu)區(qū)間隧道沉降分析的理論基礎(chǔ)上,給出了區(qū)間盾構(gòu)在始發(fā)條件下以小半徑、小交角成功穿越既有線的設(shè)計(jì)施工方法,以供其他類似工程借鑒。

近距離穿越施工時(shí)盾構(gòu)對(duì)周圍地層位移場(chǎng)的影響明顯不同于常規(guī)施工。結(jié)合上海地鐵隧道近距離穿越工程實(shí)例,運(yùn)用邊界單元法模擬分析了掘進(jìn)施工過(guò)程中盾構(gòu)對(duì)已建建筑的影響,同時(shí)對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行了理論探討。結(jié)果表明,盾構(gòu)殼體是影響周圍地層的主要因素,而且其影響具有滯后性和累積特性,在施工中需要超前控制。

施工通風(fēng)是特長(zhǎng)隧道施工組織設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要任務(wù),對(duì)特長(zhǎng)隧道能否順利建成具有關(guān)鍵性作用,以戴云山特長(zhǎng)的施工通風(fēng)為例,從施工方案的調(diào)整上、施工環(huán)境、風(fēng)量計(jì)算、風(fēng)機(jī)的選型、風(fēng)量與風(fēng)壓的控制等系統(tǒng)的闡述隧道復(fù)雜條件下多工作面施工通風(fēng)技術(shù)。

采用數(shù)值模擬方法分析不同埋深的既有隧道下方土壓力分布規(guī)律可知:既有隧道對(duì)其下方土壓力的橫向和深度影響范圍均為隧道外直徑的1.5倍,且沿橫向分為3個(gè)區(qū)域,即接近既有隧道的逐步降低段、穿越時(shí)保持最低位和穿出的逐步增加段;既有隧道下方最小土壓力與上覆土厚度呈負(fù)指數(shù)關(guān)系,與距離隧道底的間距呈對(duì)數(shù)關(guān)系。根據(jù)既有隧道下方土壓力的分布規(guī)律,提出近距離下穿既有隧道的盾構(gòu)施工參數(shù)設(shè)定應(yīng)分為3個(gè)區(qū),并給出各區(qū)長(zhǎng)度和施工參數(shù)建議設(shè)定值的計(jì)算公式。結(jié)合某隧道近距離下穿運(yùn)營(yíng)中的既有隧道工程可知,施工參數(shù)的實(shí)測(cè)值與建議設(shè)定值吻合較好,且將既有隧道的豎向變形控制在5mm內(nèi)。

近距離爆破對(duì)既有隧道的振動(dòng)影響

結(jié)合上海市迎賓三路隧道需預(yù)留超近距離地鐵盾構(gòu)穿越工程實(shí)例,對(duì)該穿越節(jié)點(diǎn)基坑支護(hù)方案進(jìn)行比選,采用了超短地下連續(xù)墻與長(zhǎng)smw工法樁相結(jié)合的基坑支護(hù)方案,并在設(shè)計(jì)中采取一系列綜合措施,既預(yù)留了盾構(gòu)順利下穿條件,同時(shí)確保了隧道基坑施工及后期安全,對(duì)今后類似工程具有一定參考價(jià)值。

某明挖隧道基坑北側(cè)的16層高層建筑,建成年代久遠(yuǎn)且地層條件復(fù)雜,該建筑經(jīng)評(píng)估對(duì)傾斜及沉降的要求極高。為了確保明挖基坑施工中建筑的安全,首先應(yīng)用數(shù)值計(jì)算分析,按照施工開(kāi)挖步驟詳細(xì)計(jì)算了明挖隧道對(duì)近距離高層建筑的影響,計(jì)算結(jié)果表明必須對(duì)地層進(jìn)行加固處理后才能保證建筑的安全。

2DFEA2009盾構(gòu)隧道超近距離穿越對(duì)樁基影響的對(duì)比研究

近距離基坑開(kāi)挖對(duì)下方既有隧道的影響研究——隨著城市交通網(wǎng)絡(luò)的日漸完善，地下隧道交叉建設(shè)的情況越來(lái)越多。在保證既有隧道結(jié)構(gòu)安全的前提下，建設(shè)新的隧道已成為關(guān)注的重要問(wèn)題之一。文章分析了基坑卸載坑底土體的回彈變形規(guī)律，以及隧道襯砌結(jié)構(gòu)在近距離卸載...

多線疊交盾構(gòu)隧道在地下空間內(nèi)布置形式繁多,土體-隧道間相互作用機(jī)制復(fù)雜.針對(duì)多線疊交盾構(gòu)垂直上穿、垂直下穿和上、下夾穿3種典型穿越施工形式,根據(jù)盾構(gòu)隧道近距離施工的技術(shù)特點(diǎn)和控制要求,采用排液法重點(diǎn)分析了施工中因地層損失和開(kāi)挖卸荷引起的地表沉降以及既有隧道縱向變形規(guī)律,并通過(guò)構(gòu)建三維彈塑性有限元?jiǎng)討B(tài)模型,與部分試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證.研究結(jié)果表明:上穿施工中,地表沉降較大,既有隧道均呈現(xiàn)上浮趨勢(shì);下穿施工時(shí),地表沉降較小,既有隧道均呈現(xiàn)下沉趨勢(shì);先下后上穿越施工在各階段引起的地表沉降變化均勻,最終地表沉降量相對(duì)較小;先上后下穿越施工時(shí)既有隧道變形曲線曲率大,既有隧道變形呈現(xiàn)反復(fù)震蕩變化.成果可為類似多線疊交隧道工程的施工提供理論指導(dǎo).

盾構(gòu)近距離上穿越對(duì)已運(yùn)營(yíng)隧道的影響分析

文章結(jié)合實(shí)例對(duì)工程的地質(zhì)概況、邊坡支護(hù)方案、支護(hù)設(shè)計(jì)及主要施工方法等方面進(jìn)行了闡述。在排樁設(shè)計(jì)土壓力計(jì)算時(shí)對(duì)幾種傳統(tǒng)計(jì)算方法進(jìn)行了對(duì)比分析,為設(shè)計(jì)提供一定的思路和參考。

以機(jī)場(chǎng)線東直門站上跨下穿既有地鐵13號(hào)線東直門站站后折返線工程為背景,研究新建地鐵車站近距離穿越既有地鐵隧道時(shí)既有地鐵結(jié)構(gòu)變形控制的標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)。施工前對(duì)既有地鐵結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)加固。根據(jù)檢測(cè)評(píng)估、模擬計(jì)算和安全檢算等結(jié)果制定既有地鐵結(jié)構(gòu)變形控制標(biāo)準(zhǔn),并將沉降控制值按關(guān)鍵施工工序進(jìn)行分解。施工過(guò)程中,采用加墊方法和plc液壓同步控制頂升技術(shù)等主動(dòng)控制沉降。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明:隧道結(jié)構(gòu)與軌道結(jié)構(gòu)保持密貼;線路的軌距、水平、變形縫開(kāi)合度均未超出控制值;開(kāi)挖中導(dǎo)洞階段及蓋挖法施作下穿結(jié)構(gòu)邊墻和底板階段既有地鐵結(jié)構(gòu)沉降占總沉降的50%左右,是施工控制的關(guān)鍵階段;變形縫差異沉降超出控制值,是施工控制的重點(diǎn)位置;變形縫附近沉降、差異沉降等受環(huán)境溫度影響較大,是監(jiān)控的重點(diǎn)區(qū)域。

城市橋梁受各種因素影響多,社會(huì)關(guān)注度高,牽扯到的第三方權(quán)益單位也較多,如何在各種錯(cuò)綜復(fù)雜的制約條件下選擇一個(gè)最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案,達(dá)到\"眾口皆調(diào)\"的效果是設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。文章以桃花島大橋?yàn)槔?淺談在多重限制的復(fù)雜條件下,打破思維定勢(shì),綜合分析選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案的方法。

根據(jù)鄰近建筑物和周邊環(huán)境,應(yīng)選擇合理的施工工法和基坑支護(hù)方案,同時(shí),對(duì)周邊建構(gòu)筑物采取有效的保護(hù)措施,施工期間應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè),必要時(shí)采取補(bǔ)償加固的應(yīng)急措施,保證地鐵工程的順利施工和周邊建構(gòu)筑物的安全。

以蘭州某基坑工程為研究背景,對(duì)基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)以及周圍環(huán)境進(jìn)行全面分析?；硬捎靡Ш蠘叮A(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)形式,考慮土體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用,在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上結(jié)合adina三維有限元分析進(jìn)行對(duì)比和分析。結(jié)果表明：基坑開(kāi)挖對(duì)周圍建筑物沉降影響的主要因素是建筑物的基礎(chǔ)形式,建筑物的最大變形位置不隨基坑開(kāi)挖施工工況的變化而變化,建筑物最大變形位置等于支護(hù)樁后0.5～0.7倍基坑開(kāi)挖深度;基坑開(kāi)挖導(dǎo)致錨索軸力逐層增加,同一剖面不同標(biāo)高的錨索施工對(duì)其他錨索軸力的影響較大;由于有限元建模是一個(gè)整體過(guò)程,考慮施工時(shí)間較短并且考慮環(huán)境及施工的影響因素較少,而在實(shí)際過(guò)程中由于基坑施工及巖土環(huán)境等因素導(dǎo)致在數(shù)值模擬中靠近基坑處出現(xiàn)了地表隆起而在實(shí)際工程中沒(méi)有出現(xiàn)。