基坑開挖施工對(duì)超近距離下臥既有盾構(gòu)隧道的保護(hù)技術(shù)研究

以某盾構(gòu)隧道上方近距離基坑開挖為背景,建立了基坑開挖對(duì)鄰近盾構(gòu)隧道襯砌內(nèi)力影響的二維數(shù)值分析模型,對(duì)實(shí)際施工工況進(jìn)行模擬,動(dòng)態(tài)地分析了施工過(guò)程中基坑變形及開挖對(duì)盾構(gòu)隧道襯砌內(nèi)力的影響,研究結(jié)果表明:基坑開挖對(duì)下臥盾構(gòu)隧道有較大影響,需在施工中加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)隧道的監(jiān)測(cè)與控制,基坑框架和內(nèi)墻對(duì)于改善盾構(gòu)隧道位移和內(nèi)力有明顯的作用。研究結(jié)論可為優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工提供了有益的參考。

以榮超后海大廈基坑工程為背景,分析了該基坑開挖對(duì)下方運(yùn)營(yíng)隧道的影響,并從土體加固、開挖方法、施工監(jiān)測(cè)等方面,提出了控制隧道變形的措施,保證了地鐵隧道的安全運(yùn)營(yíng).

為了充分掌握地鐵盾構(gòu)隧道近距離下穿既有隧道時(shí)管片、巖土體的變形,以深圳地鐵9號(hào)線梅村站—上梅林站區(qū)間下穿既有4號(hào)線蓮花北站—上梅林站區(qū)間工程為背景,運(yùn)用midasgts有限元軟件對(duì)下穿施工過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,分析下穿時(shí)巖土體與既有線隧道管片的變形,對(duì)兩條線設(shè)計(jì)豎向距離的安全性進(jìn)行了驗(yàn)證,得出兩隧道豎向最小距離在2.0～2.5m范圍是安全的。同時(shí)提出一些技術(shù)措施,如對(duì)既有隧道進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè),從既有隧道內(nèi)注漿,信息化施工等。

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)。

上海外灘修建地下通道——外灘通道,通道南段采用明挖法施工,在延安東路路口與已建的延安東路隧道產(chǎn)生交叉跨越問(wèn)題。外灘通道基坑坑底與延安東路南、北線隧道拱頂距離僅為7.1m與5.4m,基坑開挖必然使下臥運(yùn)營(yíng)隧道產(chǎn)生附加變形以及附加內(nèi)力。為了研究外灘通道開挖對(duì)下臥延安東路隧道的影響,以及評(píng)價(jià)不同隧道保護(hù)措施的效果,通過(guò)三維有限元軟件plaxis-gid進(jìn)行四組模擬,包括無(wú)隧道保護(hù)措施的工況、采取土體加固措施的工況、基坑開挖過(guò)程中在坑底進(jìn)行堆載的工況以及同時(shí)進(jìn)行土體加固和堆載的工況。實(shí)際工程中同時(shí)采用土體加固和堆載這兩種措施來(lái)保護(hù)隧道,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的數(shù)值模擬結(jié)果具有較好的一致性。分析表明:基坑開挖將對(duì)下臥隧道產(chǎn)生很大的影響,且影響范圍較大,約為6倍基坑寬度,施工中采取合理的隧道保護(hù)措施是十分必要的。

廣州apm線盾構(gòu)機(jī)近距離穿越正在運(yùn)營(yíng)中的地鐵一號(hào)線隧道,列車正常運(yùn)營(yíng)期間對(duì)線路變形有嚴(yán)格要求,因此,隧道下穿施工時(shí)采取一系列的沉降控制措施,包括穿越前盾構(gòu)機(jī)的準(zhǔn)備、關(guān)鍵施工參數(shù)控制、同步注漿、補(bǔ)充注漿、施工監(jiān)測(cè)和信息化管理。另外,為保證列車運(yùn)行安全,必須對(duì)運(yùn)營(yíng)線路進(jìn)行監(jiān)測(cè)及防護(hù)。施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,這些措施是行之有效的。

結(jié)合深圳地鐵3號(hào)線工程,采用數(shù)值模擬計(jì)算方法,研究近距離重疊盾構(gòu)隧道施工的相互影響?？紤]＂先上洞,后下洞＂和＂先下洞,后上洞＂兩種施工順序,重點(diǎn)分析后建隧道施工對(duì)地表沉降的影響程度,對(duì)已建隧道周圍圍巖位移的影響程度。通過(guò)對(duì)比分析可出結(jié)論,采用先下后上的施工順序,后建隧道的施工對(duì)地表沉降和已建隧道的二次擾動(dòng)更小。

隨著城市化建設(shè)的不斷發(fā)展,有效的推動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展.但是由于城市用地比較緊張,推動(dòng)了建筑物向地下空間和高空發(fā)展,尤其是地下空間,給施工工藝帶來(lái)了較高的難度,一般需要進(jìn)行深基坑開挖,但是在深基坑開挖的過(guò)程中會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生一系列的影響,如果處理不好會(huì)造成無(wú)法彌補(bǔ)的損失,嚴(yán)重威脅人民的生命財(cái)產(chǎn)安全.因此,本文將會(huì)對(duì)深基坑開挖對(duì)臨近建筑的安全影響進(jìn)行分析.

浦江飯店是上海外灘通道工程施工過(guò)程中的重要保護(hù)節(jié)點(diǎn),普通的灌注隔離樁保護(hù)技術(shù)因?yàn)槠涫┕r(shí)引起的沉降量大等原因已不能滿足該工程的需要。為此在試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上,提出一種外套管內(nèi)螺旋取土的隔離樁施工方法,簡(jiǎn)稱fcec工法,并比較了該工法與普通灌注隔離樁的優(yōu)缺點(diǎn)。fcec工法施工過(guò)程中對(duì)土體的擾動(dòng)小,成樁時(shí)帶土量少,混凝土澆注充盈系數(shù)平均達(dá)到1.07,并且成樁后對(duì)樁周土體具有擠壓效應(yīng),這對(duì)有效控制沉降有十分重要的作用。fcec工法在控制不均勻沉降和整體最大沉降方面比普通灌注樁有很大的提高,為徹底滿足本工程在總體最大沉降控制的苛刻要求,在樁間輔助水泥漿與水玻璃雙液漿注漿,有效控制了該工程的整體最大沉降。

上跨盾構(gòu)隧道近距離基坑施工技術(shù)

以成都地鐵1號(hào)線三期四河站～華陽(yáng)站盾構(gòu)區(qū)間上部施工龍燈山路下穿隧道為工程背景，在已建成地鐵盾構(gòu)隧道上部施工基坑，基底距離盾構(gòu)隧道管片頂部?jī)H0.8m的情況下，對(duì)基坑開挖開挖過(guò)程中控制隧道管片上浮的影響進(jìn)行了研究。

明挖法隧道近距離跨越既有盾構(gòu)隧道施工技術(shù)

沈陽(yáng)地鐵10號(hào)線中醫(yī)藥大學(xué)站—松花江街站區(qū)間盾構(gòu)隧道上跨既有運(yùn)營(yíng)地鐵2號(hào)線崇山路站—岐山路站區(qū)間隧道,是目前國(guó)內(nèi)盾構(gòu)上跨既有運(yùn)營(yíng)隧道上跨距離最近的工程之一,上跨最近距離僅0.176m,因此,對(duì)既有隧道結(jié)構(gòu)的變形控制要求較高。筆者以該工程為背景,對(duì)既有隧道預(yù)加固處理措施、刀盤刀具改造、盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制、參數(shù)預(yù)設(shè)等施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)介紹。施工和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)表明,采取上述施工關(guān)鍵技術(shù)后,盾構(gòu)隧道安全上跨既有運(yùn)營(yíng)隧道,對(duì)既有結(jié)構(gòu)造成的擾動(dòng)小于控制值。該工程施工技術(shù),可供類似工程參考和借鑒。

針對(duì)盾構(gòu)近距離上跨施工對(duì)既有線的影響預(yù)測(cè)問(wèn)題,采取有限元數(shù)值計(jì)算方法,以某地鐵盾構(gòu)隧道小間距上跨既有線隧道施工為例,通過(guò)midas-gts有限元軟件建三維模型,對(duì)既有線的豎向和水平變形進(jìn)行分析研究.將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與施工自動(dòng)化監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算分析的合理性.結(jié)果顯示盾構(gòu)上跨施工導(dǎo)致既有線發(fā)生上浮,且盾構(gòu)施工對(duì)水平向的變形影響遠(yuǎn)小于豎向,受影響范圍主要在盾構(gòu)與既有線交叉點(diǎn)兩側(cè)各1倍洞徑范圍內(nèi).該研究為類似工程采取針對(duì)性措施提供了參考依據(jù).

以北京地鐵四號(hào)線盾構(gòu)隧道與九號(hào)線暗挖隧道\"小角度、近間距、長(zhǎng)距離\"空間立交施工為背景,采用數(shù)值模擬方法對(duì)三種施工順序進(jìn)行了計(jì)算,重點(diǎn)分析了其施工過(guò)程中地表沉降、土體塑性區(qū)分布、襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力等指標(biāo)。計(jì)算表明,先施工下方九號(hào)線暗挖隧道,再施工上方四號(hào)線盾構(gòu)隧道,且在上方四號(hào)線的左線盾構(gòu)機(jī)通過(guò)后再施作九號(hào)線二襯的施工方案是比較合理的。

上海軌道交通12號(hào)線龍華路站—龍漕路站區(qū)間隧道下穿千年古寺——龍華寺。為減少龍華塔的沉降和傾斜,施工前進(jìn)行了針對(duì)性的盾構(gòu)改制,增加了管片注漿孔數(shù);穿越施工過(guò)程中采取精細(xì)化管理、均衡施工;穿越后采用打拔管注漿加固的技術(shù)措施,保證了龍華塔的安全,順利完成了區(qū)間隧道的施工。

近距離爆破對(duì)既有隧道的振動(dòng)影響

基于盾構(gòu)施工對(duì)周圍土體及構(gòu)筑物的擾動(dòng)影響機(jī)理,通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)盾構(gòu)近距離穿越擾動(dòng)影響問(wèn)題進(jìn)行了定量分析,并討論了運(yùn)營(yíng)隧道對(duì)各盾構(gòu)施工參數(shù)的敏感性。研究結(jié)果表明:盾構(gòu)穿越對(duì)已建地鐵隧道的擾動(dòng)影響主要以隧道的豎向位移為主。隨著盾構(gòu)推進(jìn),隧道結(jié)構(gòu)縱向上呈波浪狀,其隆起峰值不斷沿推進(jìn)方向移動(dòng)。盾尾后隧道段受盾構(gòu)穿越的影響顯著,但隆起峰值始終位于盾尾后。

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(duì)既有盾構(gòu)隧道的變形影響

針對(duì)新建盾構(gòu)隧道下穿施工時(shí)；對(duì)既有上臥盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)影響問(wèn)題；應(yīng)用非線性接觸理論和多尺度混合建模技術(shù)；建立三維非連續(xù)精細(xì)化數(shù)值模型；重點(diǎn)分析隧道正交下穿施工擾動(dòng)下；既有上臥盾構(gòu)隧道管片與接頭受力和變形規(guī)律；研究結(jié)果表明:新建隧道下穿施工誘發(fā)既有上臥盾構(gòu)隧道整體下沉；表現(xiàn)為隧道結(jié)構(gòu)豎向收斂波動(dòng)和仰拱沉降顯著；縱縫接頭變形以張開為主；環(huán)縫接頭變形以錯(cuò)臺(tái)為主；且同一環(huán)中拱頂處變形最大；環(huán)縫接頭應(yīng)力集中明顯；靠近交叉點(diǎn)處管片環(huán)縫的最大、最小應(yīng)力均接近混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；局部裂損風(fēng)險(xiǎn)高；受下部開挖影響；上臥盾構(gòu)隧道環(huán)縫接頭螺栓剪應(yīng)力值增加顯著；

對(duì)于運(yùn)營(yíng)地鐵隧道鄰近基坑施工必將導(dǎo)致地鐵結(jié)構(gòu)位移,對(duì)地鐵隧道使用功能及結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生影響。以上海地鐵一號(hào)線鄰近深基坑施工為工程背景,闡述了基坑施工對(duì)地鐵隧道的工程風(fēng)險(xiǎn)控制措施,結(jié)合施工工況,對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)變形及病害情況進(jìn)行了分析,得出了隧道變形控制的若干結(jié)論。

廣州市珠江新城區(qū)旅客自動(dòng)輸送系統(tǒng)土建二標(biāo)盾構(gòu)左右線2次成功下穿運(yùn)營(yíng)中的地鐵一號(hào)線隧道,垂直距離最近處2.342m。介紹盾構(gòu)下穿處地鐵一號(hào)線的地質(zhì)條件、工程特點(diǎn)、難點(diǎn)以及盾構(gòu)施工引起地面和建筑物沉降的機(jī)理,重點(diǎn)闡述在未對(duì)地鐵一號(hào)線進(jìn)行加固保護(hù)的情況下穿越施工中所采取的主要措施,包括盾構(gòu)設(shè)備的全面檢修,掘進(jìn)施工中對(duì)推力、壓力、出碴量的精確控制,及時(shí)的同步注漿和二次注漿,適時(shí)的監(jiān)控量測(cè)等,這些措施有力的保證了地鐵一號(hào)線的安全。