地铁交叠隧道夹角隧道施工影响数值分析

以北京地铁8号线二期工程什刹海站—南锣鼓巷站区间盾构交叠段工程为背景,采用flac3d数值分析方法,在确定了合理的地层损失率基础下,充分考虑了盾构管片、分步开挖等因素影响,分析预测后建盾构隧道重叠施工对下方已建隧道的纵向和横向变形的影响。

根据青岛某区间隧道在复杂的地质条件下,下穿既有区间隧道的情况,使用flac3d软件分析了隧道在原开挖支护参数下的围岩及隧道二衬结构的位移变化规律,并以此提出了相应的改进措施,结合改进后的围岩塑性区云图和下部隧道关键部位位移变化规律证实了加固措施的可行性,对类似工程具有借鉴意义。

在分析交叠隧道盾构法施工地表变形规律的基础上,采用进化神经网络建立了地表变形智能预测模型,由此预测盾构推进中下一步地表变形以给变形控制提供依据.通过对上海地铁明珠二期交叠区间隧道上下行线施工地表变形的预测,表明进化智能预测具有较高精度,预测和实施的相关性系数达98%以上,从而论证了该方法的可行性和适用性.

以某市地铁一号线隧道洞室的开挖工程为背景,采用flac3d软件,通过模拟研究隧道洞室开挖施工对相邻建筑地基基础的影响,并根据现场测量数据及数值模拟计算结果,回归得到一合适的测压系数。结果表明:当测压系数取值为0.25时,采用flac软件进行数值模拟能较好地符合现场实际情况；采用混凝土支护桩和预应力锚索组合防护措施,能显著降低隧道洞室施工对相邻建筑地基的影响。

在我国城市地铁隧道施工引起地表移动的研究中,peck法和随机介质理论法应用比较广泛。由于随机介质理论法应用经验相对较少,其相应的主要影响参数的取值方法也不是很成熟,通过对peck法和随机介质理论法之间的关系的讨论,得到peck法可以看作是随机介质理论法在应用于埋深较大、开挖断面较小的隧道的一个近似,并给出了随机介质理论法主要影响角的确定方法,大大加强了随机介质理论法在城市地铁隧道施工引起的地表移动及变形研究方面的实用性。在上述讨论的基础上,通过实际工程的验证,证明上述方法的有效性和可靠性。

以南宁地铁1号线一期工程的2个区间盾构隧道工点为背景，对圆砾泥岩复合地层中盾构隧道上下交叠施工的主要技术进行探讨。在此类地层中交叠隧道施工应采用下部隧道地层加固、临时支撑系统保护、上部盾构优化掘进控制的综合控制措施，为交叠段工程安全提供保障，降低施工风险，对南宁等地区类似地层中的交叠盾构隧道施工具有指导意义。

为研究近距交叠隧道施工稳定性,以青岛地铁2号线枣山路—李村站区间隧道下穿3号线万年泉—李村站区间隧道为背景,通过数值模拟结合实测数据,分析交叠区地表变形、危险截面应力、变形规律及塑性区分布特点,由此可知:下穿施工后,地表变形从3.10mm增至6.345mm,由3号线沿线向交叠区中心延伸;当距交叠区中心超过40m时,地表变形影响可以忽略。交叠区截面受扰动影响最大,左右拱脚应力变化最明显,变化量为60、120kpa,最大拉压应力分别为20kpa、2.1mpa,小于衬砌所用混凝土抗拉抗压强度。另外,3号线最大变形位于交叠区隧道拱顶,2号线最大变形位于中夹岩拱顶,分别为11.77、9.85mm;3号线拱底、2号线拱顶在交叠区产生变形突变,分别为5.67、8.64mm,均在可接受范围内,并结合实测数据验证了数据分析的可靠性;2号线塑性区分布较大,上下隧道间岩柱基本处于完全塑性状态,拱脚及拱顶处塑性区分布最广,但左右线开挖塑性区并未贯通,塑性区半径控制在2.0m之内,保证了施工的稳定。

拟建的杭州地铁5号线在下方斜穿正在运营的紫金港隧道,因此需要评估地铁5号线施工对紫金港隧道的影响。对地铁盾构施工采用三维空间有限元进行模拟分析,分析结果表明在紫金港隧道下方修筑盾构隧道时不宜采用\"加大推进力——快速通过\"施工模式。相反地,在距紫金港隧道不低于15.7m处,应降低推进力——放慢掘进速度,推进至紫金港隧道正下方区域时,应进一步降低推进力,并对紫金港隧道底板进行监测,以保证近接结构物的安全。

为了研究矿山法隧道注浆效果对围岩安全变形的影响程度,了解注浆在富水段所应起到的止水、加固作用,并分析注浆手段、注浆参数和工艺水平等因素对注浆效果的好坏所起到的影响,现以地铁2号线的一段复杂地质段隧道施工过程为研究背景,采用数值方法模拟隧道围岩加固不同效果,结合实际开挖过程,分析不同加固效果下沉降的差异,并对控制沉降的手段进行对比。结果显示在易发生流浆的富水软弱围岩段使用双液浆和严格把控注浆工艺管理水平产生良好作用,以数值计算和实际开挖效果能够得到这样的结论:采用合适的注浆手段和严格的管理制度能够在开挖过程中控制水土流失并达到最佳的加固效果。

以某重载铁路上跨引黄隧洞项目为研究对象，建立了重载货车一轨道模型和隧道一围岩一引黄隧洞有限元模型，提取了精确的横、竖向轮轨力，并提出了简化的加载方式；分析了有无道床橡胶减振垫情况下的隧道结构与引黄隧洞的动力响应。分析结果表明：在平底板底部和侧边施加橡胶垫层后，结构位移变化不大，铁路隧道的加速度衰减量最大为49．17％，发生在隧道拱顶位置，最大衰减量为6．8db；引黄隧洞交叉断面的最大衰减量为28．79％，发生在边墙位置，衰减最大为5db。该研究为类似隧道设计提供理论参考。

研究目的：与既有地铁隧道上下重叠建设的基坑工程日益增多,基坑开挖卸荷对下方既有地铁隧道的影响是该类工程中不可忽视的问题。本文结合工程实例,采用有限元软件进行数值模拟,分析基坑开挖深度、土层特性等方面对下卧隧道的影响,并总结基坑开挖卸荷对下方隧道在结构变形、内力等方面的发展态势和变化规律。

为评估与研究大连地铁1、2号线近距离交叠区间隧道下穿既有桥梁桩基工程,采用有限元数值模拟法,分析区间双线四孔隧道施工先后顺序对工程的影响,提出了必要的工程安全性保护措施。解决项目中工程风险专项设计中的问题,为类似工程积累经验。计算结果表明:近距离交叠隧道施工引起地面沉降量7.7mm小于上限值15mm,能够满足桥梁沉降控制值要求；根据隧道埋深和围岩类型,\"先下后上\"的施工工序是合理可行的,能够有效减少地面沉降；对于交叠隧道下穿既有桥梁桩基,做好施工保护措施是很有必要的,比如增设隔离桩、地面注浆加固、隧道内支撑系统、爆破减震控制措施。

利用数值分析软件ansys建立弹塑性有限元模型;考虑位于区间隧道轴线不同位置的邻近桩基及不同桩长情况,对区间隧道施工诱发邻近桩基的变形进行数值仿真试验分析,同时分析隧道开挖后土体与桩体参数等因素对邻近桩基变形的影响。数值仿真试验结果表明:地铁隧道开挖后桩体发生倾倒变形,桩端与洞轴线的相对位置及桩端土性对桩基变形有明显的影响,有桩侧隧道周围向洞内的水平位移比无桩侧的水平位移小,且随桩长增加,两者差别增大。

本文以某地铁隧道工程为例,选取该隧道的典型区段为研究对象,运用有限元ansys软件建立三维模型,对隧道整个施工过程进行了动态的模拟。分析结果表明:随着隧道开挖进尺的不断加深,隧道地表沉降、支护结构的应力等出现增大的趋势；数值模拟结果与工程实际比较相符；应力和变形的数值均在允许的范围之内。

本文以某地铁隧道工程为例,选取该隧道的典型区段为研究对象,运用有限元ansys软件建立三维模型,对隧道整个施工过程进行了动态的模拟.分析结果表明:随着隧道开挖进尺的不断加深,隧道地表沉降、支护结构的应力等出现增大的趋势;数值模拟结果与工程实际比较相符;应力和变形的数值均在允许的范围之内.

通过分析制定施工方案后再结合有限元软件计算模拟双洞交叠隧道不同工况下引起的地表变形、结构內力等分析可行性,同时介绍了实际施工中限沉减振的关键施工技术,施工监控量测结果与模拟分析相互对比,得出了一些结论,对类似工程有借鉴意义。

地铁工程双岛四线同站台换乘可以在两个相邻车站实现两条地铁线路八个方向的客流交换,采用该种换乘方案的地铁区间,必然面临同一个区间存在四条隧道先后施工的难题.本文研究了软塑状粉质黏土及富水砂砾石层中空间交叠隧道掘进的变形特征,提出了基于盾构施工功法的加固方案及构筑物保护方案,解决了小净距空间交叠隧道施工对地层反复扰动带来的变形控制及成品隧道、市政桥梁保护等难题,并在工程实践中获得成功,取得较好的社会经济效益.

以青岛地铁2号线汽车东站-东韩站区间穿越张村河段为工程依托,运用有限元软件abaqus建立3d模型,对地铁隧道穿越河流的动态施工全过程进行数值模拟,分别从桥隧不同间距、隧道不同埋深和有无地下水等三个不同影响因素,计算和分析地铁隧道开挖对既有桥梁桩体的受力和变形的影响规律。桥隧间距选取6m、9m、12m、15m和18m,地铁隧道埋深选取4m、5.5m和7.5m,并考虑有无地下水作用,在单一变量下共建立8组不同模型,通过模拟结果曲线的对比来分析不同因素的影响作用。结果表明,桥隧间距越近、埋深越大、有地下水作用时地铁隧道开挖引起的临近桥桩的影响就越大；而且在整个地铁施工过程中地铁基坑开挖到坑底时影响最大。

通过对某地铁隧道下穿既有人行地下通道的数值模拟分析,讨论了大跨隧道分部开挖施工方法对通道结构的影响。计算表明,双侧壁导坑分部开挖方法能有效控制地下通道底部的沉降。

以重庆轨道交通环线区间隧道下穿既有结构桩基为背景,利用有限元分析方法,对隧道施工影响下桩基变形受力进行研究。通过数值分析得出以下结论:隧道开挖通过土体变形对桩基产生影响,开挖过程中隧道、土体和桩基三者之间形成有机的相互作用体系；隧道施工对建筑物桩基的变形受力影响与其距隧道中线距离密切相关,离隧道中线越近,桩基沉降越大；桩身轴力的影响主要与桩身周边土体相对竖向位移有关。通过数值分析结果和现场监控量测数据对比发现,二者所反映的规律基本相同,因此,得出的数值分析结果可为今后类似工程提供借鉴。

隧道施工会引起周围土体移动,进而对邻近建筑物产生危害。建立隧道从砌体结构正下方和右下方穿越的三维有限元模型,分析地表在隧道开挖和既有砌体结构共同作用下的位移变化规律、砌体结构变形及损害程度。结果表明:砌体结构的自重会显著增大地表沉降值及其范围,其刚度会减小地表的差异沉降,门窗及拐角处由于应力集中发生较大剪应变,砌体的最大剪应变决定于相对位移。隧道从砌体右下方穿越引起的砌体损害程度较大。

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。