大断面地下通道结构施工对既有下卧盾构隧道影响研究分析

新建盾构隧道施工过程对既有隧道的变形影响研究对既有隧道的保护具有重要的意义。应用复变函数保角映射理论和schwarz交替法相结合的方法,首先推导浅埋新建盾构隧道施工过程对既有隧道变形影响的解析解,推导过程中考虑了地层初始应力场以及新建隧道施工过程中不同阶段的影响;接着,应用matlab数学工具,编制了推导的解析解公式的计算程序,计算了新建盾构隧道施工过程中既有隧道的变形。结合上海人民路越江隧道工程的地质条件,分析了新建隧道开挖过程中盾尾注浆和盾尾脱出两个过程对既有隧道变形影响的附加应力及位移。结果表明,既有隧道变形受到两隧道净间距的大小的影响显著,随着净距的减小,既有隧道洞边径向变形急剧增大。新建隧道施工中盾尾脱开导致既有隧道洞顶变形最大,而盾尾注浆导致既有隧道右侧洞腰变形最大。不同洞径和相同埋深时,随着洞径的增大既有隧道受到新建隧道开挖的影响越大。相同洞径和不同埋深下,既有隧道受到新建隧道开挖影响的变化较小。

本文结合北京输水隧洞下穿地铁15号线，运用三维模拟分析软件ansys，建立盾构施工过程的模型，对盾构推进及变形进行仿真模拟，系统分析研究了盾构施工过程中引起既有盾构隧道的变形情况，得出盾构穿越施工时已建隧道随进尺开挖的沉降规律及施工影响特点，并根据实测反馈数据进行了对比分析，为合理确定施工方案和已建隧道施工技术保护措施的选择提供可靠的依据。

本文以北京地铁亦庄线某区间明挖基坑侧穿既有盾构隧道工程为例，研究了基坑施工对既有盾构隧道的变形影响

采用二次元弹性fem法,建立了某地下盾构隧道开挖有限元模型,模拟了隧道开挖过程对地上管理塔的影响,通过管理塔基础的变形量来定量确认管理塔在盾构隧道开挖过程中的安全性,结果表明,管理塔基础变形量小于限制值,管理塔在隧道开挖过程中是安全的。

依托武汉地铁3号线盾构隧道下穿合武线铁路工程,采用三维数值计算方法模拟盾构施工全过程,分析盾构掘进对铁路箱涵结构变形及地表沉降的影响规律.研究结果表明:盾构施工导致既有箱涵结构产生以沉降为主的附加变形,沉降最大值出现在结构底板处;盾构掘进过程中,地表变形呈先隆起后沉降的规律,盾构开挖面到达分析断面前后各1倍洞径距离范围内地表变形波动较大;箱涵变形值随隧道埋深的增大呈减小趋势,当埋深增加到一定程度后,轨面沉降仍大于限制值,需采取合理的地层加固措施,以减小施工对既有结构的影响.

采用三维有限元方法对平行盾构隧道施工进行模拟,分析新隧道动态掘进时既有隧道位移、变形和内力的变化规律。模型中考虑了盾构机与管片衬砌相互作用,管片衬砌结构的横观各向同性性质。计算结果表明,既有隧道在盾构机附近主要产生纵向上的不均匀沉降和侧移,在盾构机后方主要产生横断面内的旋转。新隧道的修建还将使既有隧道受到“侧向加载“效应,使其横断面内的弯矩减小,轴力增大,且左、右侧受力不再对称。既有隧道纵向受力出现先受压、后受拉的特征,且在远离新隧道侧将出现最不利应力状态。分析表明盾构机顶进力、注浆压力和地层损失对既有隧道的影响较大,施工中应严格控制,而顶进反力的影响相对较小。该工作为类似工程的施工提供参考。

以双线盾构隧道下穿既有市政隧道施工为研究对象,在有效模拟盾构施工顶推力和脱环瞬间应力释放的基础上,考虑土体、既有结构、盾构机体、新建结构多体的相互作用,研究了单线和双线贯通对地层变形、既有隧道内力和变形、围护桩变位以及盾构隧道自身内力的分布特征。研究表明:盾构下穿时,既有矩形市政隧道水平向附加拉应力主要出现在隧道底板,竖向最大附加拉压应力出现在两管盾构隧道中心上方隧道边墙底部位置;在盾构隧道正常施工条件下既有隧道是安全的。

建立了盾构掘进三维有限元模型,针对不同的盾构推进力和同步注浆未及时起到支撑作用的施工工况,采用数值模拟和室内相似模型试验方法进行了盾构隧道近接下穿地下大型结构施工的影响研究。研究结果表明,盾构掘进对地下结构周围土体扰动有限,不会产生隧道整体漂移。抗拔桩对地下结构的支撑作用明显,使得地下结构底板的拉应力和压应力交替出现,从而减小了应力量值。新建隧道和既有隧道衬砌结构受力是安全的,不需进行特殊设计。建议在近接地下结构之前10m处,调整盾构机姿态,放慢掘进速度,并将推进力控制在10000kn以内,以确保施工的安全进行。

以上海北横地下通道下穿苏州河段基坑为例,在保证苏州河正常防汛功能条件下,为减小基坑开挖对邻近隧道的影响,采用有限元方法进行数值模拟,判断在采取相应保护措施下基坑开挖对邻近隧道的影响程度,以此作为基坑设计的依据.

某项目邻近既有地铁盾构隧道,针对基坑施工对地铁盾构隧道的影响展开研究。首先,根据地质条件和工程特点,通过数值模拟分析施工对既有地铁线路的影响,预判地铁结构的变形量及变形特征,并参照相关规范提出控制指标;然后制定监测方案并组织现场监测工作;最后,通过对现场监测数据与数值分析结果进行比较分析,从而综合判断基坑开挖对既有地铁隧道结构的影响。研究结果表明,在正常施工条件下,既有地铁隧道结构的变形均在控制范围之内;随着基坑开挖卸载,既有地铁隧道结构道床有隆起趋势,基坑开挖至设计深度后,变形趋于收敛,而随着主体结构的施工变形有所回落。

应用三维有限元程序,考虑地下通道非柔性结构及其结构缝的存在,结合某城市地下通道之下的隧道暗挖实例,模拟隧道断面分步开挖、超前加固、初期支护、接近既有结构施工的复杂空间过程。有限元分析过程显示:采用三维有限元法模拟隧道施工对现有结构的影响,可得到与实际施工更为接近的结构沉降与应力结果,从而为隧道结构设计提供更准确的依据。同时模拟分析还表明:通道顶部地表和底板的沉降非常接近,可依据通道底板的拉应力增量,参考通道结构在隧道施工前的应力状态评价通道安全。

以某盾构隧道上方近距离基坑开挖为背景,建立了基坑开挖对邻近盾构隧道衬砌内力影响的二维数值分析模型,对实际施工工况进行模拟,动态地分析了施工过程中基坑变形及开挖对盾构隧道衬砌内力的影响,研究结果表明:基坑开挖对下卧盾构隧道有较大影响,需在施工中加强对盾构隧道的监测与控制,基坑框架和内墙对于改善盾构隧道位移和内力有明显的作用。研究结论可为优化设计和施工提供了有益的参考。

为研究基坑对邻近既有地铁盾构隧道的影响,本文以上海桃浦路-真南路下穿立交＂区基坑工程为案例,通过有限元数值模拟,对既有地铁盾构隧道的双基坑工程施工进行仿真分析,得到基坑卸荷对邻近既有地铁隧道结构的变形和稳定性的影响规律,可确保其安全正常运行,可为类似基坑工程设计和施工提供参考.

针对地下过街通道上穿地铁盾构区间隧道所设计采用的wss法注浆加固措施，通过对整个施工过程进行模拟研究，预测分析由于cbd通道的施工扰动，使盾构区间隧道产生的位移变形情况，评估由于地下通道的开挖对地铁10号线国贸站-双井站区间盾构结构的影响，以及wss工法在地下工程近接施工中的加固效果．

地下通道上穿既有地铁盾构隧道的数值分析——针对地下过街通道上穿地铁盾构区间隧道所设计采用的wss法注浆加固措施，通过对整个施工过程进行模拟研究，预测分析由于cbd通道的施工扰动，使盾构区间隧道产生的位移变形情况，评估由于地下通道的开挖对地铁10号线国...

为确保超近距离下卧既有盾构隧道的安全,以实际工程为背景,采用结构分析、理论计算和监控量测等方法,针对基坑开挖施工对下卧既有盾构隧道的保护技术进行了研究,主要包括：1）结合上部基坑开挖施工工况,利用计算软件分析不采取措施时下卧隧道的内力转换及变形,发现随着基坑开挖施工,管片结构内力虽先增大后减小,但增大的幅度有限,对安全不起控制作用,下卧隧道的安全主要受变形控制;2）为有效抑制基坑开挖施工引起的超近距离下卧既有盾构隧道的变形,分别研究隧道内设置抗浮锚杆、隧道侧设置隔离桩、隧道内增设临时支撑及配重等技术措施对抑制隧道变形的作用,发现隔离桩＋临时支撑＋配重措施效果最好,隔离桩措施次之,抗浮锚杆措施效果最差;3）根据研究成果,提出下卧隧道保护设计方案,并应用于工程实际,以期能为类似工程提供参考.

随着我国城市化的进程不断的深化,城市轨道交通的发展越来越迅速。新建轨道交通线位不可避免的会与已经建成的国有铁路线路相互交叉,因此,如何有效的减小新建轨道交通建设对既有国有铁路的影响已经成为一个工程界较为瞩目的问题。根据某新建轨道交通区间下穿既有的国有铁路线路来研究盾构施工过程中地层损失率和掌子面所处位置对既有铁路隧道的影响。

为了减少和避免地铁盾构隧道发生运营中断事故,提升地铁盾构隧道的防灾减灾能力,应用数值模拟的方法,以上海某典型工程为例,研究了软土地层中,邻近基坑卸荷—加载作用下,盾构隧道位于基坑拐角特殊位置的变形机制,并对地下连续墙支护方案的隔离效果和盾构隧道与基坑边缘净距l的影响进行了分析。研究结果表明：1）当基坑位于盾构隧道侧方浅部时,基坑卸荷—加载诱发盾构隧道产生朝向基坑方向的位移,随着基坑加载的进行,竖向位移可得到适量恢复,水平位移恢复较少;2）当盾构隧道位于基坑拐角特殊位置时,受基坑临空面范围和卸荷—加载作用共同影响,最大竖向位移出现在基坑拐角位置附近,最大水平位移出现在隧道轴线距离基坑边缘约1.5h（h为基坑深度）位置;3）近地铁区域采用地下连续墙加固方案,可使盾构隧道水平位移减小50%,加固效果明显;4）当盾构隧道与基坑边缘净距l大于1.5h时,邻近基坑卸荷—加载对既有盾构隧道影响较小。

上海外滩修建地下通道——外滩通道,通道南段采用明挖法施工,在延安东路路口与已建的延安东路隧道产生交叉跨越问题。外滩通道基坑坑底与延安东路南、北线隧道拱顶距离仅为7.1m与5.4m,基坑开挖必然使下卧运营隧道产生附加变形以及附加内力。为了研究外滩通道开挖对下卧延安东路隧道的影响,以及评价不同隧道保护措施的效果,通过三维有限元软件plaxis-gid进行四组模拟,包括无隧道保护措施的工况、采取土体加固措施的工况、基坑开挖过程中在坑底进行堆载的工况以及同时进行土体加固和堆载的工况。实际工程中同时采用土体加固和堆载这两种措施来保护隧道,现场监测数据与对应的数值模拟结果具有较好的一致性。分析表明:基坑开挖将对下卧隧道产生很大的影响,且影响范围较大,约为6倍基坑宽度,施工中采取合理的隧道保护措施是十分必要的。

铁路轨道及铁路路基稳定性问题是火车通道工程中的重要问题,在火车轨道下面进行下穿通道施工,若是在施工期间不进行有效的保护,会严重破坏既有铁路的整体运营。因此极有必要在施工期间对既有路基影响分析。研究发现:(1)在轨道下穿施工期间,由于铁路轨道及铁路路基本身的稳定性以及火车不间断运行,施工影响不仅仅是单一性质,在振动荷载的影响下产生交叉影响；(2)由于施工的影响,破坏了原有的地层稳定性,同时在火车运行的影响下,进一步加深了施工范围内的地层应力变化,同时影响到了地表土层的变形,破坏了路基的原始状态,引起沉降及其变形；(3)通过数据实测进行拟合,因施工引起的沉降变化规律与高斯曲线相似,通过在施工中针对不同的施工状况采取不同的控制措施,可以有效的控制沉降,保证施工安全。

基于mimdlin解和loganathan公式对盾构施工正面附加荷载、侧壁摩擦力及盾尾土体损失作用分别进行数值积分求解,得出土体弹性位移场;借助pasternak地基模型建立既有隧道受荷变形平衡微分方程,得到既有隧道因新建隧道盾构施工产生的附加位移.应用该解析解计算分析平行、正交以及重叠三种形式盾构隧道施工的影响,并采用有限元软件,考虑开挖卸荷、盾尾注浆及掌子面顶进等施工过程,对上述三种工况进行三维数值模拟.将数值模拟、实测值及理论分析结果对比分析发现,三者整体上吻合较好,验证了本文新建盾构隧道对既有隧道纵向变形理论分析方法的正确性.为快速评估盾构近接施工对既有盾构隧道结构安全的影响提供了新途径.

盾构隧道施工对邻近地下管线影响分析——采用弹性地基梁理论及管线一土一盾构相互耦合的flac3。数值方法，结合实测结果，分析深圳地铁益田站至香蜜湖站区间盾构隧道施工对3m直径电缆管线的影响。分析表明：盾构隧道左线施工后，管线变形符合gauss分布，右线施...