双圆盾构隧道施工偏转角对地表变形影响

以南京地铁玄武门—新模范马路区间隧道盾构施工工程为背景,使用flac3d软件在考虑盾构隧道施工中的开挖、排土、衬砌等步序的前提下,进行盾构隧道掘进施工对地层变形影响的三维数值模拟.结果表明,在盾构掘进施工过程中,地层沉降具有明显的时间效应；地表沉降量随之逐渐增大；地层横向沉降变形随着地层埋深的增加,最大沉降值逐渐增大,沉降槽宽度逐渐减小；地层沉降历时曲线呈现出反\"s\"形.

在双圆盾构隧道施工过程中双圆盾构往往会由于以下因素发生侧向偏转:(1)土层分布不均匀;(2)盾构机的制造误差;(3)运输台车的牵引力的不同;(4)已拼装管片的作用;(5)注浆的流失;(6)施工中的不当操作。首先,分析了双圆盾构施工中产生偏转的原因以及纠偏方法,其中单侧压重是纠正双圆盾构侧向偏转的最为简单经济有效的方法。在工程实践中,压重荷载的大小一般取决于操作人员的经验和现场观测偏转角的变化。在单侧压重实施前没有预测其纠偏效果的方法,而且,压重纠偏还会引起周围地层的变位。应用有限元数值模拟的方法,分析总结了压重荷载与偏转角的关系以及双圆盾构周围土层的变形。对于最大允许偏转角为0.6°时,需加压重荷载为350kn将其纠正。同时,纠偏0.6°偏转角会造成85mm的额外地表沉降,其结果可供实际工程的施工管理参考。

将随机介质理论应用于双圆盾构隧道施工引起的地面沉降计算,假定开挖后土体移动模式为不均匀收敛,推导了土体损失引起的地面沉降计算公式。算例分析结果表明:预测结果与实测值比较吻合;双圆叠加模型计算结果明显偏大,原因是没有考虑双圆盾构重叠部分减少的土体开挖面积,仍按两个单圆的土体开挖面积来计算,导致土体损失量比实际大;将双圆叠加模型计算结果按实际土体开挖面积相应折减,发现其计算结果仍比实测值大,表明双圆盾构隧道不能简单地采用两个单圆叠加得到。对双圆叠加模型进行修正,提出修正系数取值,修正后的双圆叠加模型计算值与实测值较吻合。

研究目的:探明盾构隧道施工中各制约因素取值差异对地表沉隆变位分布规律的影响。研究方法:本文以某拟建地铁城市区间盾构隧道试验段为研究对象,引入荷载释放系数和纵向等效刚度系数,采用三维有限元法对盾构隧道施工引起的地表横向沉降槽和纵向沉隆曲线进行了研究。研究结果:揭示了围岩条件、隧道埋深和顶推力等因素变化对盾构隧道施工引起地表沉隆变位的影响,运用三维曲线探讨了盾构隧道施工过程中的地表沉隆变位曲线空间分布变化规律。研究结论:围岩条件恶化、隧道埋深减小和顶推力增大都将导致施工引起地表沉隆变位影响的加剧,建议工程施工中采取调整顶推力等措施以降低施工对地表环境的影响。

盾构隧道-地层-建筑物相互作用机理较为复杂,需要通过较完整的监测数据,经典地表沉降计算经验公式,以及有限元数值计算方法等综合手段,才能分析出盾构隧道施工过程中引起的地面沉降和建筑物力学变化情况。某商务广场在临近盾构隧道施工过程中,出现了地面沉降、地裂缝、建筑物室内装饰破坏等现象。将建筑物和开洞地基看作一个有机整体,结合监测数据和peck公式,利用有限元软件ansys10.0建立三维非线性有限元模型,得出的结论,对控制地面沉降和建筑物力学状态变化,以及后期的修缮加固措施,有一定的参考价值。

研究目的:探明平行盾构隧道施工引起地表沉隆变位分布变化规律,及各制约因素(如围岩条件、隧道埋深、隧道净距、顶推力等)的差异对地表沉隆变位量的影响。研究方法:以西安地铁二号线尤家庄至南康村区间盾构隧道研究对象,引入荷载释放系数和等效刚度系数,采用三维有限元法对平行盾构隧道施工引起地表横向沉降槽和纵向沉隆曲线分布及变化规律进行了研究。研究结果:揭示了围岩条件、隧道埋深、顶推力、隧道净距等因素差异对平行盾构隧道施工引起地表沉隆变位的影响,运用三维曲线探讨得出平行盾构隧道施工过程中的地表沉隆变位曲线空间分布变化规律。研究结论:围岩条件恶化、隧道埋深降低、顶推力加大、净距减小等都将导致平行盾构隧道施工引起地表沉隆变位量的增大,建议工程施工中采取调整顶推力、适当增大隧道净距等措施以降低平行盾构隧道施工对地表环境的影响。

以某拟建地铁城市区间盾构隧道为研究对象,引入荷载释放系数,采用等效刚度模型和三维有限元法对盾构隧道正交下穿既有隧道施工引起的地表横向沉降槽和纵向沉隆曲线进行研究,揭示围岩类别、隧道埋深和顶进力等因素变化对盾构隧道正交下穿施工引起的地表沉隆变位的影响,运用三维曲线关系揭示和探讨盾构隧道正交下穿施工中的地表沉隆变位曲线的空间分布变化规律。

以某过江隧道为研究对象,建立了双圆盾构施工三维数值模型,模拟分析了盾构施工对周围地层、交叠隧道的影响范围和影响程度,并提出相应的施工控制措施以保障隧道施工安全,为今后类似工程提供参考.

以广州地铁4号线工程实例为背景,结合盾构法施工地层变形机理以及隧道施工的地表横纵向沉降监测结果,分析总结了盾构隧道施工地表变形规律,为今后类似近距离下穿越既有线路或建(构)筑物的盾构隧道工程的地表沉降控制提供技术参考和指导。

采用三维非线性有限元法模拟了广州地铁某双圆盾构隧道试验段的实际施工过程,计算得到了地表沉降、土体内部变形、地基应力等结果,分析后得到了一些有益的结论,为完善盾构施工技术提供了计算依据,亦可为探索和完善广东软土地层中盾构隧道技术提供参考。

随着隧道施工技术的发展,盾构隧道愈来愈成为软弱岩土层或繁忙闹市地区地下工程施工的主要施工方法。但无论盾构隧道施工技术如何改进,其施工引起的地层移动是不可能完全消除的。为此,本文就盾构隧道施工地层变形特征、地表沉降原因及变形机理、地层变形预测等进行了分析研究,介绍了采用peck公式预测分析盾构隧道地面沉降量及沉陷槽的方法,并提出了控制地层变形保护建筑物的主要措施,强调了运用数值分析方法对多工况变形进行预测分析仅仅具有指导性,只能作为控制沉降的理论参考,必须在盾构施工过程中加强沉降监测工作,随时了解地面沉降信息,及时采取有效措施,以达到控制沉降和减少损失的目的,为今后地铁设计与施工给予一定的指导。

盾构隧道施工引起的地表沉降因素分析

随着城市地下空间的逐步拓展,盾构法成为城市地下铁路修建的主要工法。本文对盾构隧道施工引起的地表沉降的影响因素进行了详细的分析。同时结合北京地区进行盾构隧道掘进的工程实践,提出地表沉降的历时阶段,并结合工程实例对盾构施工不同阶段、现场监测和数据分析进行讨论,得出了有益的结论。

隧道施工引起的地层损失所导致的地表沉降变形预测和控制,是隧道工程领域重要的研究课题之一。以盾构隧道开挖引起地表沉降变形为研究对象,采用有限元数值分析软件模拟盾构隧道施工过程,分析盾构隧道引起的土体应力场、位移场变化,对比分析不同的地层损失、不同的土体本构模型、土体排水和不排水条件下隧道施工引起的地表沉降变形规律,并进行了不同影响因素的敏感性分析。结果表明,地表沉降槽近似正态分布曲线,地表沉降的主要影响因素依次为隧道埋深、内摩擦角、压缩模量、粘聚力和泊松比;提出了盾构隧道施工引起的地表沉降计算模型,并采取有针对性的措施来减少地表沉降,减小对周围环境的不良影响。

通过研究盾构施工引起地层移动及地表沉降的原因与机理,对施工过程中的地表变形量进行预测和数值模拟计算,并据此在设计与施工中根据现场特殊的施工工况和周边环境条件,制定和采取有针对性的沉降控制措施。

双圆盾构施工中转角的控制——从转角控制的影响因素、方法等方面叙述了如何控制好双圆盾构施工中的转角现象，通过上海地铁六号线中双圆盾构的实际施工数据具体分析控制方法。

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。

盾构法施工不仅具有安全快捷、适应地层广、施工质量有保障、防水性能好、机械化程度高等优点,而且还有对周围环境影响小的优势。但是,由于盾构施工环节较多,施工控制因素也多,加之地质情况往往复杂多变,勘探资料与地层实际情况间也会存在偏差,因此施工过程中不可避免会造成对环境的影响。

利用广州地铁一号线黄沙—长寿路站区间隧道变形监测数据,从隧道各测点与隧道中心绝对位移、道床绝对位移、道床与隧道中心相对位移、各测点与隧道中心相对位移、隧道收敛以及隧道变形曲率半径出发,详细研究了地铁上盖物业建筑群基坑施工对区间隧道的变形影响,解析了诱发道床开裂和水沟翻浆冒泥病害的原因。研究结果表明:(1)上行线隧道已朝西北角基坑发生侧向移动,隧道处于不利的扭转受力状态,下行线隧道水平方向变形则呈现明显的腰鼓形态;(2)上、下行线隧道沉降主要集中在离车站北端0～70m区段,沉降曲线均呈现明显的勺子形状,且下行线隧道沉降量明显大于上行线;(3)道床最大沉降量在地铁正常运营控制范围内,但道床与隧道底部间存在一定程度的脱空,导致道床开裂和水沟翻浆冒泥;(4)隧道纵向沉降最小曲率半径为19500m,按等效轴向刚度模型计算,其对应的管片环环缝最大接头张开增量为0.33mm。

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

盾构隧道施工对邻近建筑物的影响——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...

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.