排水隧洞盾构施工对高压铁塔影响的数值模拟分析

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,针对隧道与既有近接管线垂直工况,对盾构施工过程中隧道周围土体变形以及近接既有管线的变形和受力特性进行了分析。结果表明隧道正上方的土体随着埋深的增大沉降逐渐增大且各个沉降槽曲线均呈高斯分布;管线变形曲线与土体开挖面所在平面的沉降槽曲线相似,也服从高斯分布;并且隧道周围既有管线对周围土体沉降具有抑制作用。

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,针对隧道与既有近接管线垂直工况,对盾构施工过程中隧道周围土体变形以及近接既有管线的变形和受力特性进行了分析。结果表明隧道正上方的土体随着埋深的增大沉降逐渐增大且各个沉降槽曲线均呈高斯分布;管线变形曲线与土体开挖面所在平面的沉降槽曲线相似,也服从高斯分布;并且隧道周围既有管线对周围土体沉降具有抑制作用。

城市繁华地区盾构隧道施工常需从建筑下方地层穿越,如何确保上部建筑及隧道安全是施工中的难题。以武汉长江双线盾构隧道工程为例,利用有限元程序abaqus,对穿越武汉理工大学5层钢筋混凝土框架结构电教楼下方的隧道盾构掘进采用三维数值分析方法进行计算,模拟盾构掘进引起的地层变形和规律以及对隧道上部建筑物的影响。计算预测值与实测值较吻合,分析方法可用于分析和预测盾构掘进引起地层及隧道上部建筑物的变形。

以上海轨道交通7号线隧道盾构施工为工程背景,将隧道盾构施工过程简化为4个典型阶段.采用岩土工程数值分析软件,侧重于隧道衬砌完成后短期内软土不排水的状态,通过应力释放系数法与注浆等代层变刚度法相结合,实现盾构施工的二维动态仿真模拟,分析盾构施工对临近桩基的轴力、剪力、弯矩和位移的影响.该简化较真实地反映隧道盾构施工的实际情况,并可以得到比较真实的数据.

邻近群桩基础的盾构施工是一种常见的工程问题.通过三维有限元模型分析并对比现场监测数据对盾构施工过程中距盾构机1/2d处群桩的沉降规律进行了研究,进一步结合有限元结果对弯矩和轴力规律进行探讨.结果表明:盾构施工过程中盾构外压力对邻近桩的影响较为明显.

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。

采用midas/nx软件建立三维有限元模型,研究了类矩形盾构施工对短桩基础框架建筑物的影响。分析了隧道水平位置和土质条件的改变对邻近建筑物沉降的影响以及隧道开挖过程中建筑物的受力及变形规律。研究结果表明:当建筑物中轴线到隧道中轴线的水平距离l=0m时,随着隧道的开挖,建筑物的沉降逐渐增大且呈正态分布,建筑物最大第1主应力p_1和最大剪应变e_max整体上呈增大趋势,l的改变对建筑物的沉降影响较大；随着l的增大,p_1和e_max总体上呈减小趋势,建筑物产生向隧道一侧的倾斜,到一定距离后建筑物几乎不受影响；土质条件的改变对建筑物的沉降影响较大。

我国城市轨道交通建设日趋火热,为了研究隧道开挖过程中,盾构施工对邻近独立基础框架结构的影响,利用有限元软件ansys对之进行了三维的多参数数值模拟。依托长株潭城际铁路施工,对各影响因素进行分析,主要选取隧道埋深、隧道与框架结构的水平距离、土质条件和框架层数为分析对象,进行不同工况下的参数化组合计算。基于框架结构的沉降、倾斜和内力指标的计算结果,总结得到各因素对邻近独立基础框架结构的影响,并可得到影响程度按大到小依次为隧道与框架结构的水平距离、土质条件、隧道埋深和框架层数。根据各因素的具体影响,从控制结构的安全出发,提出了在盾构施工中需注意的一些合理建议,该成果可为实际隧道安全施工及监测提供参考。

本文进行了盾构法施工对周边环境影响的三维有限元数值计算的研究分析。针对广州地铁四号线的地质条件,三维有限元数值计算结果给出了地表变形的定性解,同时根据对盾构施工变形规律认识的基础上,能够有效的分析和预测在盾构法隧道施工过程中对周边环境的影响范围,并采取一些措施控制因盾构开挖引起的地表沉降。

通过建立有限元数值模型,对乌鲁木齐地铁一号线下穿乌准铁路桥的盾构施工过程进行模拟分析。并根据模拟结果,分析隧道开挖对桥梁桩基础的影响:隧道左、右线开挖后,由于受隧道开挖卸载影响,靠近隧道的桩基一侧发生沉降,最大沉降量为1.66mm。对比加固前后桩基位移,发现注浆加固后桩基沉降量减小,桩基状态更加稳定。

通过建立有限元数值模型,对乌鲁木齐地铁一号线下穿乌准铁路桥的盾构施工过程进行模拟分析。并根据模拟结果,分析隧道开挖对桥梁桩基础的影响：隧道左、右线开挖后,由于受隧道开挖卸载影响,靠近隧道的桩基一侧发生沉降,最大沉降量为1.66mm。对比加固前后桩基位移,发现注浆加固后桩基沉降量减小,桩基状态更加稳定。

文章利用midas/gts软件,对合肥地铁1号线双线盾构隧道穿越邻近建筑物桩基进行了数值模拟,分析了不同开挖顺序情况下桩基的变形特征.结果表明:当按顺序对双线隧道进行开挖时,位于后开挖隧道侧的桩基变形和内力比先开挖隧道侧略大.除此之外,不同的隧道开挖顺序引起的桩基水平位移、竖向位移、轴力以及弯矩的差别不大.

进行了盾构法施工对周边环境影响的三维有限元数值计算的研究分析。针对广州地铁4号线的地质条件,三维有限元数值计算结果给出了地表变形的定性解,同时根据对盾构施工变形规律认识的基础上,能够有效的分析和预测在盾构法隧道施工过程中对周边环境的影响范围,并采取一些措施控制因盾构开挖引起的地表沉降。

基坑开挖卸荷必然对临近软土地铁隧道产生影响,因此如何预测隧道变形并提出相应预防和保护措施显得尤为重要。结合上海地区一个临近地铁隧道的基坑工程,运用整体有限元分析方法对地铁隧道在基坑施工过程中所产生的影响进行弹塑性分析。分析结果与工程实测数据比较吻合,表明整体有限元方法可以较好地模拟此类工程问题,从而为实际工程的设计施工提供一定的理论和计算依据。

盾构法施工不可避免对隧道周围岩体产生扰动，引发不同程度的土体变形和地表沉降，对地表结构造成不利影响。以郑州市轨道交通5号线西站街站—建设路站区间隧道工程为工程实例，利用abaqus有限元软件，建立三维盾构开挖模型，对比分析不同工况下模拟沉降数据。模拟数据表明，在理想施工质量条件下，建筑物沉降量最小；双线同步开挖时，建筑物沉降量最大，变形也大，因此应避免双线同步开挖施工。

在地铁建设中,盾构直接穿越车站暗挖风道施工越来越受到关注。以北京地铁14号线试验段工程的高家园站为背景,基于\"土–结构\"相互作用原理,采用三维有限元法,模拟了外径10m的大直径土压平衡盾构穿越车站暗挖风道的施工过程,获得了风道的空间位移和应力,进而分析了大直径盾构施工对风道的变形和应力的影响。研究表明:大直径土压平衡盾构穿越暗挖风道的施工过程中,风道的变形主要集中在环梁上且最大变形发生在环梁的顶部,左、右环梁的变形主要是在盾构穿越风道前、后完成的;风道的最大应力也发生在环梁上,左、右环梁的应力在盾构穿越风道过程中发生急剧的变化;土仓压力的增大,对左环梁的变形和应力影响均较风道其他位置的大。在设计中,建议对暗挖风道的环梁部位进行加强处理;而在施工中,建议适时调整土仓压力,以保证风道的安全。

笔者首先介绍了盾构施工的基本概念，分析了盾构施工对周边地表的影响及原因，最后分析了对邻近建筑物的影响以及邻近建筑破坏模式。

基于某城市地铁2号线穿越工业厂房区引起地基变形的工程背景,简化为实体应变模型,采用数值模拟的方法对开挖前后隧道围岩变形进行对比,目的是研究盾构在开挖过程中对周围岩体的变形影响情况。结果表明,盾构开挖过程中隧道围岩变形比较大,隧道中心处竖向变形情况远大于水平变形,盾构与隧道的接触面处的应力高度集中且远远大于周围岩体的平均应力。

针对上海地铁七号线下穿地铁二号线的实际,利用adina软件对施工过程进行模拟,来分析盾构施工对既有地铁沉降的影响.通过对施工中不同影响因素的对比分析,发现由于土体超挖、不及时施作管片和注浆未紧跟等因素引起的不同应力释放率会对既有地铁沉降产生较大影响.

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。

以哈尔滨市某地下商业街上穿已有二次衬砌地铁隧道为依托工程,采用数值模拟的方法,对新建商业街柱网与地铁隧道不同位置关系条件下,近接施工引起的既有隧道变形和受力的变化进行对比分析。主要设计了两种地下街柱网布置方案,方案一为地下街的两排柱子正压在隧道拱顶,方案二为地下街柱网不落在隧道正上方,而是跨在隧道左右两侧拱腰旁边。结果表明,方案一条件下,近接施工引起的既有隧道位移明显小于方案二引起的位移,两种方案均引起隧道结构受力减小。