后行盾构隧道施工对先行矿山法隧道的影响分析

为了弄清盾构隧道施工对邻近建筑物的影响,分析了盾构法地铁隧道穿越建筑物时建筑物自身沉降与内力变化状况.以某框架结构办公楼为研究对象,将建筑物和开洞地基看作一个有机整体,利用有限元软件ansys10.0建立三维非线性有限元模型,按照结构-土体-隧道共同作用进行了计算分析.分析结果表明,建筑物基础的沉降主要发生在地铁隧道穿越建筑物的区间段内.建筑物的横向倾斜随着盾构的掘进逐渐增大,而其纵向倾斜量最大值则出现在开挖面在建筑物中线附近时;在盾构穿越建筑物的过程中柱子的等效应力增幅可达20.1%;相对于弯矩而言,建筑物构件的扭矩变化更为显著;当开挖面越过建筑物20.m时其变形和内力均趋于稳定.

以实际水下隧道为工程背景,建立数值模型,分析水下并行隧道后行洞施工对先行洞的影响.结果表明：后行洞施工主要影响距离该断面位置前后1.5倍洞径;后行洞施工后,围岩沉降分布形态发生变化,在左右拱顶较大,在两洞之间及两侧较小,即出现了＂驼峰＂;对于最大主应力,后行洞施工对靠近侧的右边墙影响较大;随着后行洞的施工,渗流影响范围逐渐向后行洞侧扩展,隧道周边渗流量的大小呈现拱顶和仰拱处的大于边墙的,而后行洞和先行洞之间的边墙渗流量大于外侧边墙的渗流量.

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。

为研究平行盾构隧道施工对不同位置桩基的影响,建立了盾构穿越既有桩基的有限元三维数值模型。通过不同桩位和桩长的方案对比,模拟得到不同桩位和桩长的桩基在盾构施工穿越过程中所产生的变形和受力特点。

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。

以盾构隧道装配式衬砌结构为研究对象,引入各向刚度不等的连续材料模型,按变形等效原则对不连续的隧道结构横向和纵向的刚度分别进行了等效折减,采用室内相似模型试验和三维有限元数值分析相结合的手段,以广州地铁三号线大沥区间盾构隧道工程为背景,对新建隧道施工所引起的已建平行隧道纵向变位、纵向附加轴力和弯矩、横向变形、横向附加轴力和弯矩进行深入研究,探讨和揭示围岩条件,隧道净距,顶推力等因素对已建平行隧道的变形和附加内力分布变化规律的影响。研究结果表明,新建盾构隧道施工所引起的已建隧道的影响主要集中于邻近新建隧道侧的拱腰附近,在软弱地层保持一定的隧道净距是必要的,盾构顶推力需控制在一定范围内,具体视围岩、净距以及可能造成的位移、相对变形和附加内力情况而定。

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...

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—土—盾构相互耦合的flac3d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,右线施工后变形不再符合gauss分布,主要变形段内的变形增大很多,最大变形点位置也发生改变;右线施工后,管线的纵向受力得到改善;管线及地表变形不超过规定值,最大应力不超过容许应力,说明该段隧道施工没有影响电缆管线的运行安全。与实测结果的比较表明:弹性地基梁法可用于估算管线的最大变形,flac3d数值方法可较准确模拟盾构隧道对管线的影响。

盾构隧道施工对临近桩基影响数值分析——以上海轨道交通七号线下穿明珠线盾构施工为依托，通过采用摩尔-库伦弹塑性屈服准则，建立二维有限元数值模型，研究上海轨道交通七号线盾构隧道开挖对邻近桩基的影响。数值模拟结果表明：当盾构土仓压力控制在0．28-0．3...

以上海轨道交通七号线下穿明珠线盾构施工为依托,通过采用摩尔-库伦弹塑性屈服准则,建立二维有限元数值模型,研究上海轨道交通七号线盾构隧道开挖对邻近桩基的影响。数值模拟结果表明:当盾构土仓压力控制在0.28~0.34mpa,同步注浆压力控制在0.26~0.32mpa的情况下,盾构推进能保证桩基的安全。

以广州市地铁8号线北延段同德围—上步区间下穿北环高速西槎人行涵洞为研究对象,运用midasgtsnx建立数值模型,通过对比人行涵洞有无进行加固措施的情况下,盾构掘进施工过程中对人行涵洞的沉降产生的影响进行了数值模拟分析,为盾构施工的超前控制提出了有效的依据。

盾构法施工不同于常规施工方法(如浅埋暗挖、矿山开挖等),由于其特有的施工工艺使盾构法施工时引起的应力重分布及深层土体变形较常规方法有所不同,盾构隧道施工时盾构机的掘进、盾构机外壳与围岩之间的相互作用、盾构机通过、盾尾注浆与二次注浆等几个施工阶段都会扰动周围的围岩,这些施工扰动在试验研究中比较复杂。针对隧道施工引起的地层变形问题,各学者在理论和工程实践中做了许多研究,是在理论方面对盾构隧道

现如今，隧道盾构施工越来越多，却很容易造成周围隧道的土体发生变形，相应的会引起地下管线的变形和位移。如果变形过于剧烈就会造成管线破损，引发管线故障或者管线漏水和爆裂等一系列不良后果。因此本文着重分析了盾构隧道施工对邻近地下管线的影响、地下管线的安全性以及地下管线的保护措施。

地铁的兴起为城市拥挤的交通带来了曙光,地铁可以承载较多的人数,还能够减少尾气排放,减少城市环境污染。但是建设地铁就要进行盾构隧道施工。因为地铁多数都是建设在城市的市区内,难免会经过建筑物密集的繁华地区,会对邻近的建筑物带来很大的影响。本文就盾构隧道施工对邻近建筑物的影响进行研究。

隧道盾构施工对于临近建筑物的影响主要以对土体的扰动(挤压或松动)为体现,其过程通过加载或卸载作用,致使地表因土体孔隙水压的上升或下降而出现沉降或隆起,进而造成建筑物地下或地上部分发生倾斜、沉降与开裂等现象。

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.

城市地铁隧道盾构施工过程中,由于地层损失引起周围土体变形,从而造成既有近接管线中产生附加应力。过大的附加应力会导致管线破坏,对城市运行造成较大影响。本文采用abaqus有限元计算平台,建立了不同工况下隧道与既有近接管线垂直情况下有限元计算模型,对管隧距离、管线材料以及管线直径进行研究,探索其对周围地下管线及其土体变形特性的影响规律。结果表明随着管隧距离的减小,管线及其周围土体的沉降量逐渐增大;随着管线弹性模量的增加,管线及其周围土体的沉降量逐渐减小;随着管线直径的增大,管线及其周围土体的沉降量亦逐渐减小。

针对苏州轻轨1号线成层非均质土地基,选用mohr-coulomb弹塑性本构模型,建立三维有限元数值模型,研究非均质土中盾构隧道施工对邻近承载桩基工作性状的影响规律。数值计算结果表明,随着成层非均质土中各土层软硬程度差异的增大,隧道开挖会在邻近承载单桩引起明显反弯点,且桩体沉降亦随之增大;位于上软下硬成层土中的承载单桩桩身正弯矩更大,且该正弯矩出现在桩身中上部的反弯点部位,而上硬下软成层土中的承载单桩下部出现更大的负弯矩;与均质土中同位置承载单桩相比,位于上软下硬成层土中承载单桩桩顶及桩端轴力均更大,而位于上硬下软成层土中承载单桩桩顶轴力则更小。不同竖向集中荷载作用下,非均质土中盾构隧道开挖引起的承载群桩中前桩水平位移沿桩身分布与同位置承载单桩重合,后桩挠曲程度小于承载单桩;盾构隧道施工对承载群桩内力的影响明显高于对变形的影响。

针对隧道穿越桩基-框架结构工程算列,建立隧道-地基-桩-框架共同作用的数值模型。数值计算后得到了隧道穿越过程中桩的变形与内力的变化规律:盾构隧道施工对桩的影响区域可分为三个区域,盾构隧道施工对这个三个区域桩的位移、轴力和附加弯矩的影响均有明显的不同。

以工程实例为背景,采用ansys有限元软件就新建盾构隧道施工对已建成的暗挖隧道可能产生的影响进行了分析,根据计算结果,提出了对既有隧道的加固措施,测试结果表明在盾构通过既有隧道期间,既有隧道内的加固体系受力在允许值范围内,确保了既有隧道结构安全。

潜水和承压水是地铁软土区间盾构隧道施工过程中的主要危险源,为研究潜水水位变化和承压水水压变化对区间隧道施工的影响,采用flac3d软件,选用修正剑桥模型,对不同潜水水位和承压水头作用下盾构隧道的地表沉降、衬砌内力等进行分析。研究结果表明,当隧道洞身全部位于地下水中时:(1)潜水条件下,考虑渗流时地表最大沉降量比不考虑渗流时增大约50%;盾构隧道最大地表沉降与潜水水位呈线性关系;(2)承压水条件下,考虑渗流时地表最大沉降量比不考虑渗流时增大约10%,盾构隧道最大地表沉降与承压水头不成线性关系,随着承压水头的增大,地表最大沉降的增长速率越来越大;(3)潜水水位从-6.8m变化到-2.8m及承压水头从8m变化到12m的过程中,隧道衬砌管片弯矩和轴力随着潜水水位的升高或承压水头的增大而逐渐减小。