地铁隧道近距离下穿建筑物技术方案及三维数值模拟分析

研究目的:目前我国城市地铁正在迅猛发展,其中遇到的问题较多,本文以某框架结构七层办公楼为研究对象,针对现场施工左线隧道拱顶下沉及地面沉降速率超过预警的现象,理论分析结合midas-gts数值模拟的方法,将\"建筑物-地层-隧道\"作为研究对象,分析矿山法小净距隧道施工工序对临近建筑物影响,分析左右线施工顺序对其影响差异性,并提出相关工程技术措施。研究结论:(1)隧道施工使得建筑物处于受拉区,结构容易发生破坏,同时距离建筑物超出开挖影响范围时,小净距隧道开挖先后顺序影响不大；(2)距离建筑物较近,处于围岩破碎区时,先开挖远离建筑物一侧的隧道方案更优,同时要注意靠近建筑物一侧及中间岩柱需采取加固措施；(3)本研究结果可应用于地铁盾构施工领域,对盾构近距离侧穿建筑物具有一定的指导作用。

do:i10.3969/.jissn.1672-6073.2011.03.023 都市快轨交通#第24卷第3期2011年6月土建技术 近距离下穿运营地铁隧道的关键技术 周明亮 1 白雪梅 2 (1.中铁二院工程集团有限责任公司成都610031;2.北京城建设计研究总院有限责任公司北京100037) 摘要深圳地铁2号线福田至市民中心盾构区间下 穿运营的地铁4号线,结合盾构法区间隧道工程实例, 对车站端头井和既有隧道两侧土体加固技术、车站洞 门密封技术、近距离隧道掘进模式和参数的选择进行 分析和说明。 关键词城市轨道交通下穿区间隧道盾构法 矿山法深圳地铁 中图分类号u455143文献标识码a 文章编号1672-6073(2011)03-0089-06 1工程概况及特点 1.1工程概况 深圳地

深圳地铁2号线福田至市民中心盾构区间下穿运营的地铁4号线,结合盾构法区间隧道工程实例,对车站端头井和既有隧道两侧土体加固技术、车站洞门密封技术、近距离隧道掘进模式和参数的选择进行分析和说明。

软土地层近距离上穿既有隧道变形的数值模拟——针对上海市某地铁隧道近距离上穿运营中的地铁二号线，二者最小净间距为1．33m，通过三维数值模拟得到在新隧道推进过程中，地铁二号线和地表都表现为隆起，二号线最大隆起量为7．29mm，地表最大隆起量为16mm；地铁...

软土地基上建筑物沉降的三维数值模拟分析——受场地地质条件的限制，很多建筑物采用高压缩性的软土作为天然地基，软土地基的不均匀沉降会威胁到结构的安全。不均匀沉降受上部荷载、结构刚度以及土层的不均匀性等因素的影响，传统的分层总和法不能全面地考虑这些...

受场地地质条件的限制,很多建筑物采用高压缩性的软土作为天然地基,软土地基的不均匀沉降会威胁到结构的安全。不均匀沉降受上部荷载、结构刚度以及土层的不均匀性等因素的影响,传统的分层总和法不能全面地考虑这些因素。因此需要一种更为有效的分析方法来预测建筑物的沉降情况。采用结构、基础与地基共同作用的分析方法,对一栋倾斜的砖混建筑物进行三维数值模拟分析。通过与实际观测结果相比较,证明该方法能很好地分析建筑物的不均匀沉降情况。

建立包括双线盾构隧道、冻土帷幕、联络通道以及泵房在内的三维数值模型,模拟了地层冻结、联络通道开挖和支护的整个过程。分析了联络通道以及泵房开挖对冻土帷幕、初支护和主隧道的影响。从而,确定了初支护及冻土帷幕的受力最不利位置和发生最大变形的位置,并提出相应的控制指标。

收稿日期：2012－06－25；修回日期：2012－12－13 作者简介：刘远亮（1980－），男（汉族），广东人，广东省建筑科学研究院工程师，地质工程专业，博士，从事岩土工程数值模拟计算、岩土力学 和工程地质等研究工作，广东省广州市先烈东路121号3号办公楼206，liang801014@126．com。 基坑开挖对邻近地铁隧道影响的 midasgts三维数值模拟分析 刘远亮 （广东省建筑科学研究院，广东广州510500） 摘要：随着城市地铁工程的高速发展，地面建筑物基坑的施工将必然会对邻近的地铁隧道造成一定的影响，运用 midasgts三维数值模拟计算软件分析基坑开挖对邻近地铁隧道的影响，对地层自重固结、基坑开挖施工的整个过 程进行模拟分析，计算的结果与实际监测数据进行对比表明，该方法对实际工程有一定的指导意义。 关键词

广州市珠江新城区旅客自动输送系统土建二标盾构左右线2次成功下穿运营中的地铁一号线隧道,垂直距离最近处2.342m。介绍盾构下穿处地铁一号线的地质条件、工程特点、难点以及盾构施工引起地面和建筑物沉降的机理,重点阐述在未对地铁一号线进行加固保护的情况下穿越施工中所采取的主要措施,包括盾构设备的全面检修,掘进施工中对推力、压力、出碴量的精确控制,及时的同步注浆和二次注浆,适时的监控量测等,这些措施有力的保证了地铁一号线的安全。

第26卷第2期岩土力学vol.26no.2 2005年2月rockandsoilmechanicsfeb.2005 收稿日期：2004-06-17修改稿收到日期：2004-08-23 作者简介：毕继红，女，1965年生，教授，从事地铁及隧道的研究工作。e-mail:jhbi@sohu.com 文章编号：1000－7598－(2005)02－0277－05 近距离地铁施工的有限元数值模拟 毕继红，江志峰，常斌 （天津大学建筑工程学院，天津300072） 摘要：在地铁施工中受地形条件限制有时会遇到两条单线隧道近距离施工情况，有的间距超出了规范的要求。以深圳市轨 道交通二期1号线续建

研究目的:以地铁区间盾构隧道工程为对象,采用三维有限元法分析盾构隧道修建对临近拱桥桥墩位移和结构内力的影响,并与无加固工况的计算结果进行对比,论证采用旋喷桩加固地层的效果。研究结论:计算表明在不加固情况下,隧道修建将对桥墩沉降和拱结构内力产生显著影响。采用旋喷桩对地层进行加固后,桥墩沉降能够得到较好控制,其中最大沉降和最大不均匀沉降比无加固情况分别减少了38%和44%。同时隧道修建对拱桥结构内力的影响也得到显著降低,与无加固工况相比,结构内力降低25%~40%。该加固方法能够保证盾构隧道修建时拱桥结构的安全性。

在地铁联络通道水平冻结法施工过程中,对已建的盾构隧道、地下管线、地表建筑物等都将产生较大影响。以南京地铁二号线莫愁湖站～汉中门站区间联络通道及泵房水平冻结法施工为工程实例,采用flac3d进行数值模拟,对地铁联络通道施工过程中的冻结温度场的发展变化、冻胀融沉引起的地表位移以及冻胀力引起的隧道内力和变形等做了详细的分析,得到了有参考价值的结论,为以后联络通道冻结法施工提供依据。

深圳地铁大—科区间预留2#接口线隧道是一个结构极为复杂的洞群系统工程。由于地质条件差,且周围环境条件限制严格,施工难度和风险极大,因此,对该工程进行了施工优化分析,建立了复杂的三维弹塑性有限元计算模型,并对该工程的施工过程进行了三维动态仿真分析,从理论上探讨了所拟定的施工方案的合理性和可行性,并取得了一些有意义的成果,为该工程的顺利施工提供了依据和指导。工程实践表明,理论分析结果是合理可靠的。

深圳地铁大～科区间渡线隧道工程是一个结构极为复杂的洞群系统工程,由于地质条件差且周围环境条件限制严格,施工难度和风险极大。对该工程进行了施工优化分析,建立了复杂的三维有限元计算模型,并对该工程的施工过程进行了三维弹塑性仿真分析,取得了一些有意义的成果。工程实践表明,分析结果是合理的

建筑结构与城市地铁交叉时；地铁盾构区间施工对建筑结构安全产生一定的影响；合理选择施工顺序及设计方案是保证先期施工结构安全的有效措施.通过地铁盾构区间对即将施工的某些建筑结构的安全影响进行分析；比较了与底板相连的桩基础位于盾构区间上方的原设计方案与优化方案；使得上部结构的安全能够得到保障.

采用三维有限元方法对新建隧道盾构下穿施工过程进行了动态模拟,分析了新建隧道盾构正交下穿施工对既有隧道位移、应力的影响;进而探讨了不同的隧道覆土厚度、隧道间相对距离及土体强度下,新建隧道盾构正交下穿施工对既有隧道位移的影响。结果表明:新建隧道盾构正交下穿施工引起既有隧道位移方向朝向新建隧道方向发展,既有隧道位移以纵向沉降为主,沉降曲线符合正态分布;盾构下穿引起的既有隧道正应力变化较大;隧道覆土厚度、隧道间相对距离和土体强度对隧道间相互作用有较大影响,应引起足够的重视。

由于地质条件的限制及地下空间的综合开发利用,在工程中有时不可避免地产生近距离交叠隧道。对于这种型式的隧道,新建隧道是在既有隧道完成之后修建的,新建隧道的施工势必影响既有隧道结构的受力状态,引起既有隧道变形。本文应用ansys有限元程序采用三维弹塑性数值计算方法对某新建铁路隧道下穿既有高速公路隧道的施工过程进行了模拟,揭示了既有隧道结构受力及位移随新建隧道施工推进的变化规律,可为今后此类隧道的设计与施工提供参考。

以武汉地铁积玉桥车站盾构始发段工程为背景,综合考虑始发井连续墙施工、基坑开挖、端头加固、土体分层、盾构开挖面泥土压力、盾尾建筑空隙、盾构壁后同步注浆等因素,采用有限差分软件flac3d模拟始发段泥水盾构施工。利用现场实测数据对比模拟结果,分析本文提出的三维有限差分模型,验证了模型的可靠性,分析始发段盾构施工引起土体的土体扰动规律。

新建隧道近距离上穿施工会改变地层既有平衡应力场,引起地层应力释放,导致既有下卧隧道产生纵向隆起变形。提出了在新建隧道卸荷作用下估算既有隧道纵向变形的解析解答,既有隧道简化为搁置于pasternak地基上的euler-bernoulli梁,采用两阶段分析法分析求解。首先,通过mindlin弹性力学经典解估算新建隧道开挖卸荷引起在既有隧道位置处的竖向附加分布荷载;其次,建立在竖向附加荷载作用下的隧道纵向变形平衡微分方程,并基于有限差分原理,获得隧道变形数值解答。经与已报道的两个工程实测结果对比发现,理论计算结果与实测数据较为吻合,基本可以反映在新建隧道近距离上穿施工过程中既有隧道的纵向变形规律,从而验证其解析解答正确性。

以多媒体为载体,通过三维数值模拟直观生动地表现重力坝的整体结构及不同时期的温度场分布,加深学生对重力坝整体结构的认识,以及弱导热性材料和大体积结构造成的温度问题,可为类似专业课的课堂教学提供有益的参考。

结合上海2010年世博会专用隧道西藏南路越江隧道穿越已运营地铁m8线工程,针对大直径泥水盾构在砂性承压水土层中近距离穿越已建地铁隧道的难题展开研究。借助有限元模拟、现场试验、实时监测等方法,分析了地层损失率、切口水压与沉降的关系,研究结果表明:通过精心施工,最大地层损失率可以控制在4‰以内,二次穿越引起的沉降因土体二次扰动而显著增加,斜向穿越时沉降槽呈不对称分布,沉降主要发生在管片拼装阶段,穿越过程宜采用快推方式,提高切口水压对沉降控制无明显影响。结论可供类似工程参考。

针对城市建筑物分布对人类活动风环境评价困难问题,引入数值模拟方法。对某大学校园局部建筑物群建立三维分析模型,分别应用三维湍流κ-ε方程中standard湍流模型、kng湍流模型和realizable湍流模型,计算了2m以下人类活动环境的风场,并与实际测量的建筑物风环境数值相比较,最终得到三种模型类型,均能满足工程计算精度要求;但相对而言,在建筑物拐角之处,由realizable湍流模型计算出来的风场更能接近实际。