盾构隧道临近施工影响的数值模拟分析
盾构隧道近距侧穿施工对建筑物桩基的影响研究
值的位置表明桩基越靠近隧道ꎬ开挖扰动对桩基变
形影响越大ꎮ
因桩基数量过多ꎬ为节省篇幅ꎬ研究隧道开挖过
程中对桩基位移的影响ꎬ选取 1 # ~ 5 # 号桩基进行重
点研究分析ꎮ 所选桩基如图 4 所示ꎮ
2 计算模型概况
隧洞一次盾构开挖ꎬ每步开挖 2mꎬ盾构设置和开挖
根据岩土勘察报告提供的地层参数ꎬ采用岩土
有限元软件 Midas GTS NXꎬ对某盾构区间侧穿宁波
某金属制品有限公司桩基工程施工进行仿真模拟ꎮ
根据隧道与桩基、承台的相对位置关系ꎬ建立
同步进行ꎬ用改变单元属性的方法反映盾构的依次
推进并同时安装衬砌管片ꎮ
பைடு நூலகம்8. 52
⑥粉质黏土
7. 8
11. 44
⑧黏土
12. 0
8. 73
⑦淤泥质黏土
5. 8
8. 22
0. 31
0. 31
0. 35
0. 32
0. 35
0. 33
5
25
19. 1
28. 1
13. 2
18. 2
14. 5
9. 6
17. 8
18. 6
17. 2
17. 5
12. 7
13. 9
8. 9
9. 4
14. 3
为 0. 426mꎬ长 31. 2mꎮ 隧道与桩基位移关系及研究
桩基编号见图 4ꎮ 为了简化模型ꎬ将上部厂房转换
成 均 布 荷 载 施 加 在 承 台 上ꎬ 为23. 47kN / m2 ꎮ 同 时ꎬ
图 5 桩基位移云图
根据模拟设计方案ꎬ对盾构近距侧穿宁波某金
属制品有限公司桩基工程施工力学行为进行了模拟
基于MIDAS_的叠落盾构隧道施工相互叠加影响的数值模拟分析
数值模拟分析
斌
(安徽省综合交通研究院股份有限公司,安徽
摘
作者简介:
朱斌(1982-),男,安徽芜湖人,毕业于合肥工
业大学土木工程专业,本科,学士,高级工程
师。专业方向:结构设计。
合肥
230001)
要:文章基于合肥市轨道交通8号线一期长距离叠落隧道区间工程,利用有限元分
程、深圳地铁 3 号线、深圳地铁 9 号线、北
引言
随着合肥轨道交通的建设及线路规
划,在区间隧道施工过程中穿越高危险
的高架桥桩、建筑物等现象较为常见。
因此设计中会采用上下叠落的方式避免
对建筑物产生不利影响,同时也可以有
效解决线路敷设难题,避免大规模的建
筑拆迁。
刘清文、赵磊[1]对北京地铁 6 号线某
叠落区间进行研究,先对地下隧道的受
程学报,2015,48(S1):279-282.
[6]
在上方隧道施工时的掌子面的前 15m
道上方土体 Y=75m 断面的地表沉降变
化曲线表现为先减小后增大的抛物线趋
区间隧道施工会对土层产生扰动效应、
右线隧道拱顶覆土 10.5~38.0m。先施
对 地 表 沉 降 产 生 叠 加 。 宋 浩 然 、张 顶
工右线隧道(叠落段下方隧道)后施工左
9.8m,斜向距离 8m;完全叠落段 2:竖向
立 ,朱剑、张金柱 ,都是结合北京地铁
线隧道(叠落段上方隧道)。区间总平面
距 离 4.75m;完 全 叠 落 段 3:竖 向 距 离
进行对比分析。不同叠落段施工完成时
表1
土层名称
图5
不同叠落段的地表沉降云图
盾构施工对临近桩基影响的数值分析
57. 6 m ×
大关系 ,在设计 与施工 中应慎 重考虑 。盾构 隧道 的
开挖过程将 对既有桩基产生 较大的影响 ,而这种影 响随着盾构 的掘进不断变化 [ 1 J 。
1 工 程 概 况
图 2, 立
面 位 置 见
5 6 0 21 4 6 5 7 6 . 6 3
、掘
向
进 , ] 垂
争专专 争辛串
睦—生 —生
图 2 计 算模型 平面位置 图 ( m)
明挖 段 。 . 盾构施 — r 段 . . 明挖段
图 1 隧道施 工方 法分段示 意来自 ( m) 1 . 2 盾 构 隧 道 与 邻 近 桥 桩 的 位 置 关 系
4 3 9 3 5个 单 元
在第 1 个开挖掌子 面上施加盾构机对土体 开挖
面的顶力 ,对 开挖土体的荷载释放系数分别定 义为
2 0 %、7 0 %、1 0 %,模 拟 挖 土 阶段 、盾 尾 注 浆 阶段 和
同结沉降阶段 ,避免 由于土体开挖而导致 开挖 部分 的土体全部应力释放 , 起到逐级应力释放的作用 l 。
2) 盾 构 隧道开挖 过程模 拟 。开 挖过程 包括 T
作 面 开 挖 、衬 砌 拼 装 和 盾 尾 同步 注 浆 等 步 骤 。计 算
模 拟 时 ,将 隧 道 的动 态开 挖 过程 分 为 以下几 个 步 7 0 m( L X B× H) 。建模 时土体 部分 采 用 4节点 三 骤 。 维 实体 单 元 ,有 限元 模 型如 图 4 所 示 ,共 划分 为
盾构施工对临近桩基影响的数值分析
项 敬 辉 ,黄 思 勇 ,熊 刚
地铁盾构隧道掘进过程数值模拟分析
挖步包含两个计算步 : 第一计算步模拟开挖 、 施加盾尾注浆压 力 ; 第二计算 步模拟上管片衬 砌和注浆层硬化。为避免建模时的重复 操作 , 本计算 以命 令流的方式 进行 , 型材料选取 与实 际较相近 模 的 S LD 5和用于划分平 面网格 的辅助单元 ME H 0 。以下是 O I4 S 20 土体分层后 的模型及 网格划分 图。
道 上 , 围高楼林立 以及城市管道的复杂分布情 况 , 周 稍有不慎 , 均 ( 此处将土层加以简化 ,将土层各参数较为接近 的合并 为一个整 会 引起 巨大的损 失。因此 , 有效 的对地下工 程施 工进行预测成为 体 )各层的材料参数 和层厚为 : , 迫切的需要 。现利用大型仿真数值模拟计算软件 A S S 通过对 NY , 表 1各 土层参数 盾构隧道在 掘进过程 中 , 这一动 态变化进行数 值模拟分 析 , 详细 T b e S i p r me e s a ll ol a a t r
了解开挖 、 盾尾注 浆 、 上管片衬砌 以及 注浆层硬 化等每一 步地表 沉降及周 围土体扰动变形 , 为设 计 、 可 监控量测 及预测提 供相关 依据。
1 隧 道及 地 下 工 程 施 工 力 学数 值 模 拟
随着现代轨 道交 通的兴起 , 城市地 铁以及深山隧道 因为其经 济适用愈发成为 国家发展的首选之一 。伴 随而来的是相关各学科 的兴起 与发展 , 最近十多年 , 隧道 结构的动静力 学计算成 为 当今 依据相应 的工程 经验得知 :施工 中的顶进压力 为 03 a盾 .MP , 世界一项比较复杂及亟待解决的课题 。地层岩土介质和隧道结构 尾 注浆 压 力 为 01M a . P。 5 相互作用过程相 当复杂l 引 。只有那些均质 、 同性 的线弹性体 系 , 才 3 模 型 的建 立 能得到 比较精确 的计算结果。但对非线性 岩土和几何外形较 为复 本 文以某城市拟建盾构 区间 为例 ,利 用 A S S计算软件对 NY 杂的隧道结构 , 其力学计算必须借助数值分析方法才能进行 。 盾 构掘进过程进行有限元分析 。选 取施工过程 中的几个 节段作为 现在 一般用 于隧道 开挖 、 护过程 的数 值分析 方法 : 支 有 有限元 基本模 型进行模拟计算 , 在本计算 实例 中, 每步2年第3期
盾构掘进过程数值模拟方法研究及应用的开题报告
盾构掘进过程数值模拟方法研究及应用的开题报告一、选题背景随着城市化进程的不断推进,地下空间的利用越来越广泛,地下工程的建设量和规模也越来越大。
盾构隧道作为现代城市地下工程的重要组成部分,其施工速度快、施工精度高等优点受到广泛关注和应用。
但是,盾构隧道的施工过程中,经常会遇到地质条件复杂、地下水状况不稳定等情况,这些问题给施工过程带来了很大的风险,甚至可能导致安全事故的发生。
因此,如何在盾构掘进过程中优化施工方案,提高施工效率和安全性,成为当前亟待解决的问题。
二、研究目的和意义盾构隧道施工过程中涉及到很多影响施工效果的因素,比如地质条件、地下水状况、隧道尺寸、盾构机参数等。
因此,在盾构掘进过程中,数值模拟方法可以帮助工程师更加全面地了解隧道施工过程中各种因素的相互作用关系,及时调整施工方案,优化施工效果。
同时,基于数值模拟的盾构掘进过程仿真,可以在实际施工前对施工方案进行优化设计,提高施工安全性和效率,减少施工成本,具有重要的现实意义和工程应用价值。
三、研究内容和方法本研究将应用数值模拟方法对盾构掘进过程进行研究,具体内容包括:1.建立盾构掘进过程的数值模型,包括盾构机、土体、隧道衬砌等。
2.通过现场监测数据,对地下水、土体力学性质等参数进行获取和分析,并将其输入到数值模型中,模拟盾构掘进过程中的各种影响因素。
3.基于建立的数值模型,对盾构掘进过程的受力情况、土体变形等进行数值模拟分析,探讨施工过程中的问题及解决方法。
4.通过数值模拟结果,对盾构掘进过程的施工方案进行优化设计,减少施工风险,提高施工效率和安全性。
研究方法主要包括理论分析与数值模拟结合的方法,通过建立数学模型和计算机仿真,探索盾构掘进过程中各种因素的相互作用关系,预测施工过程中可能出现的问题并进行优化设计。
四、预期结果与成果1.建立盾构掘进过程的数值模型,验证其准确性和可行性。
2.通过数值模拟分析得出各种影响因素对盾构掘进的影响规律,提出优化施工方案的建议。
隧道盾构施工对周边环境影响的数值分析
第J 增量步新增 自重等的等效结点力;{ } 为第 施:步第 J增量步的结点位移增量;{ } 为第 , △ , J [ f
施 工步第 , 增量 步增量 荷 载 的等效 结点力 。
3 工程 实例计算分析
3 1工程概 况 .
广 州市轨 道交 通 四号线 黄洲 站 ~黄 阁站 段北 起黄 洲 , 向南 延伸 穿过珠 江 ,至 琶洲塔 站北 端 ;再 由高架
工程地质计算机应 用
21 第 1 0 0年 期
总 5 期 7
隧道盾 构施 工对 周边 环境 影 响 的数值 分析
顾俊
【 摘
邹定 南
唐春 刚
( 苏 省无锡 交 通 高等 职业 技 术学 校 汽车 与交 通 工程 系 ,无锡 ,2 4 5 ) 江 1 1 1
要 】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。
【 关键词 】盾 构 地面 沉降 土 体变 形 沉 降惜
1引言
随 着经 济 发展 ,城 市 发 展 空 间越来 越 狭 小 ,城市 地面 交 通 成 为制 约城 市全 方位 发 展 的“ 颈 ” 瓶 ,城市 地 下 交通 的 发展成 为 必然 发展 。全 国各大 城 市都 在 筹建 地铁 工程 ,而 且 许 多地铁 工程 都采 用盾 构 法施 工 。由 于 工程 地质 条件 、施工 工况 及 周边 环 境等 原 因 的影 响 ,导致 地表 沉 降而 引起 临近 建筑 物 倾斜 、墙 面 开裂 、 道 路开 裂 下沉等 事 故 时有 发 生 ,对 社会 经济 造 成 巨大 损 失 。因此 ,有必 要对 地铁 区 间隧道 对盾 构法 施 工对 周 边环 境 的影 响进 行分 析 。
盾构隧道近接施工对既有市政隧道的影响分析
压 应 力 出 现 在 两 管 盾 构 隧 道 中 心 上 方 隧 道边 墙底 部 位 置 ; 盾 构 隧 道 正 常 施 工 条 件 下 既 有 隧道 是 在
安全的 。
关 键 词 盾 构 隧 道
市政隧道
近 接施 工
施 工 力 学 行 为
1 引 言
M2线 工程 的影 响 ; 白廷 辉L 应 用 边 界 单 元 法 对 9 ] 相邻 隧道 3种 典型叠 交位 置关 系 引起 的 地层位 移 场分 布规律 及 相互影 响进 行 了分析 。为 揭示盾 构 近接施 工下 穿含 围护 桩矩 形公 路隧道 对 既有 隧道 和 围护桩 的影 响 , 者采用 有 限元法 , 笔 在有 效模 拟 盾 构施 工顶 推力 和脱 环 瞬 间应 力 释 放 的 基础 上 ,
. 蕊3 S 11.0
豳 圈
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礴圈
图 3 盾 构 隧 道 和 矩 形 隧 道 相 互 位 置 关 系
_ 圈 圈
、
固 重基 窦 圈
口 口 圈
图 5 双 洞 掘进 完 成 后 地 表 沉 降 ( 位 : 单 m)
地 层 区域受 到 隧道本 身 和 桩 基 的制 约 , 沉 降 明 其
显 偏小 。
图 9 单线贯通后既有隧道变形/ m
3 2 既有 隧道应 力与 变形 .
4r的 围 护 桩 对 其 实 施 保 护 , 长 桩 基 长 度 为 n 最
盾构隧道近距斜交下穿既有地铁车站变形沉降数值模拟分析
交通与土木工程河南科技Henan Science and Technology总第809期第15期2023年8月收稿日期:2023-02-13作者简介:董辰浩(1992—),男,本科,工程师,研究方向:城市轨道交通工程管理。
盾构隧道近距斜交下穿既有地铁车站变形沉降数值模拟分析董辰浩(中铁十五局集团城市轨道交通工程有限公司,河南洛阳471000)摘要:【目的】盾构隧道下穿既有地铁车站施工过程对地层的扰动会对既有车站产生影响,为最大限度地降低施工风险,保证既有站的安全及正常运营,需要开展相关研究。
【方法】利用MIDAS-GTS-NX 有限元数值模拟软件,以郑州市某盾构隧道下穿既有地铁车站为背景,按照接收端地层加固、左线盾构施工、右线盾构施工的顺序,建立三维有限元模型。
【结果】预测施工过程既有站主体结构的变形规律和内力变化,分析计算盾构隧道近距离斜交下穿施工过程对既有地铁车站的影响,将预测结果与实际施工监测数据进行对比,验证了该模型计算结果的准确性及可行性。
【结论】研究成果为隧道近距离斜交下穿既有站施工引起的沉降变形提供理论依据,对于指导施工、保证施工安全具有借鉴意义。
关键词:盾构隧道;数值模拟;变形预测;既有车站中图分类号:U 231文献标志码:A文章编号:1003-5168(2023)15-0078-05DOI :10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.15.015Numerical Simulation Analysis of Deformation and Settlement of MetroTunnel Passing Through Existing Station with Close DistanceOblique CrossingDONG Chenhao(China Railway 15th Bureau Group Urban Rail Transit Engineering Co.,Ltd.,Luoyang 471000,China)Abstract:[Purposes ]The disturbance of the stratum during the construction of shield tunnel undercross⁃ing the existing subway station will have an impact on the existing station,in order to minimize the con⁃struction risk and ensure the safety and normal operation of the existing station ,relerant research is needed.[Methods ]Using the MIDAS-GTS-NX finite element numerical simulation software,a three-dimensional finite element model is established in accordance with the sequence of ground reinforcement at the receiving end,shield construction on the left line,and shield construction on the right line,with the background of a shield tunnel penetrating the existing subway station in Zhengzhou.[Findings ]The deformation law and internal force change of the main structure of the existing station during the con⁃struction process are predicted,and the influence of the construction process of the shield tunnel′s short-distance oblique underpass on the existing station is analyzed and calculated.The prediction results are compared with the actual construction monitoring data,which verifies the accuracy and feasibility of the calculation results of the model.[Conclusions ]The research results provide a theoretical basis for the settlement deformation caused by the construction of the tunnel under the existing station at a short dis⁃tance,and have reference significance for guiding the construction and ensuring the construction safety.Keywords:shield tunnel;numerical simulation;deformation prediction;existing station0引言随着城市轨道交通建设的快速发展,由于地下空间的局限性,新建地铁隧道修建过程中不可避免地要下穿既有地铁车站。
盾构隧道近邻建筑物桩基的相互影响分析
轨 交 等 案 通 础 施 设:! 在 。工 概。 道 通公 全 设 建 的度 大 曼共 耋 誊交基 力也 程况 … …
…
幅加 快 , 而此 类 轨 道 交通 受 到 环 境 、 划 等 限制 , 规
位于城 市 内 部 的 大 部 分 线 路 选 择 地 下 铺 设 的 方
地 下结 构 的 计算 不 同于 一 般 结 构物 。首先 ,
收 稿 1 :0 01 —8 3期 2 1—02
中 , 道对 地表 建 筑 物 的影 响 是 一 个非 常复 杂 的 隧
4 4
蒋
超 :盾 构 隧 道 近邻 建 筑 物 桩 基 的相 互 影 响 分 析
21 年第 l 01 期
可 塑状 粉 质 粘 土 中砂
花 岗岩 残 积 层 花 岗岩 全 风 化层
2 盾 构隧 道近 邻既 有建 筑物 桩基 的数 值分 析
地下 结构 与 岩土 介质 结合 成 一个 连续 的或不 连续
的整 体 系统 , 相互 作用 , 同受 力 ; 共 其次 , 土介 质材
料一 般呈 不均 质 、 向异性 的非线 性性 态 , 常都 各 通 处 于二 维 或三 维 的复 杂 应 力 状 态 。因此 , 实 际 在
总第 24 4 期
2 1 年 第 1期 01
交
通
科
技
Se i ralNO. 4 24
NO. 1 Fe 2 b. 011
Tr n p ra in S i n e& Te h oo y a s o t to ce c c n lg
盾 构 隧道 近邻 建 筑 物桩 基 的相 互 影 响 分 析
盾构隧道施工对既有桥梁影响及施工监测分析_2
盾构隧道施工对既有桥梁影响及施工监测分析发布时间:2022-10-14T07:23:55.284Z 来源:《建筑创作》2022年第9期作者:余湘[导读] 盾构施工对既有桥梁的影响是一个十分突出的问题余湘43012419870922****摘要:盾构施工对既有桥梁的影响是一个十分突出的问题。
盾构施工会引起既有桥梁桩基附近土体的扰动,产生地表沉降,从而会减小临近桥桩的侧摩阻力,进而引起桥墩的沉降和侧向位移等。
目前对于临近既有桥梁的盾构隧道施工所产生的影响,主要研究方法有理论分析和数值模拟分析。
由于盾构施工情况和地质情况十分复杂,使用数值模拟的方法能较为全面和简便地模拟盾构施工的过程,分析由于盾构施工所引起的既有桥梁的桥墩沉降与侧向位移。
关键词:盾构隧道施工;既有桥梁;施工监测引言随着我国城市建设的不断发展、人口密度的增加和地面交通拥堵已成为制约城市发展的两个主要因素。
为了解决人口流动集中对交通造成的压力,地下工程建设已成为主要的解决途径。
盾构法因其自动化程度高、施工速度快、管理方便、一次性成孔、无气候影响以及对周围环境影响小等优点,已成为地下工程建设的主要施工方法。
虽然盾构隧道施工技术具有良好的优势,但在施工过程中针对不同的地质和环境仍不可避免地会造成施工风险。
此外,轨道交通规划往往是平行于地面交通的主干道,因此地下施工必然要经过大量的桥梁桩基。
1模型建立及参数选择运用MidasGTS/NX有限元软件进行建模,桩体采用弹性模型,桩径为1.5m,1号桩基群长均为43.5m,2号、3号桩基群长均为34.5m;盾构机外壳外径6.0m,外壳厚0.15m;隧道管片也采用弹性模型,外径5.7m,管片厚0.3m;注浆层厚度0.15m。
岩土体采用修正摩尔-库伦弹塑性本构模型,根据地层分布的特点,计算模型将岩土体从地表向下简化为5层,即地层1~地层5。
将桥梁上部荷载转换为成桥荷载1850kN/m2,通过3D单元面加载到桥墩顶面上,来模拟桥梁上部荷载对桥墩的作用。
双线隧道盾构施工对临近高层建筑物的影响分析
析法 , 这个考虑隧道 一 土一 结构相互作用 , 同时也研
究 了 隧道施 工 对 地 层 沉 降槽 宽度 的影 响. 文献 [ 6 ]
收 稿 日期 : 2 0 1 2一l 】一 2 8
基金项目 : 国家 自然科学基金 ( 5 0 9 7 4 1 2 6) ; 博 士点基金新教师类 ( 2 0 1 0 0 0 2 3 1 2 0 0 0 3 ) 通信 作者 : 李涛 ( 1 9 8 1 一) , 男, 河南新郑人 , 博士 , 讲师 , 主要从 事岩土工程 、 城市地下工程研究. E—m a i l :] i t a o c u mt b @1 6 3 . c o n r 43
线 路都 从西 向东进 行 掘 进 . 为 了保 证 工 程 的盾 构能 顺 利 通过高 层建 筑 物 , 对 右线 隧 道 上部 土 体 进 行 了
第2 8卷 第 4期 2 0 1 3年 1 2月
湖南 科技 大学 学报 ( 自然 科学 版 )
J o u r n a l o f H u n a n U n i v e r s i t y o f S c i e n c e&T e c h n o l o g y ( N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n )
扰动 的问题进 行研 究.
本文以北京地铁 6号线双线盾构隧道先后旁穿 临近高层建筑物为背景 , 采用数值仿真分析和现场 实测 的方 法 , 对 盾 构推 进 过 程 中对 周 围 土体 的两 次 扰动问题进行 了分析 , 并对建筑物不均匀沉降和偏 移 问题进行 了深入研 究 .
盾构隧道施工对邻近桩基的影响研究
桩基的相互作用口 引 ;M r o u e h 等人在数值方法研究中
考虑 了开挖 引起 土体 应力 释 放 的 因素 ,研 究 了隧道 开挖对上部 建 筑结 构 的影 响 ,L e e采用 三维 有 限
元模拟研 究 了开 挖 过 程 中 隧道 一桩 基 间 的相 互 作 用¨ ,朱逢斌 等人通过数值 模 拟对 O n g的离 心模 型
1 工 程 概 况
作者简 介:赵
俊 ( 1 9 8 0一) ,男 ,湖北黄 冈人 。工程 师 ,主要从
事地 下 工 程 设 计 研 究 和 咨 询 方 面 的 工 作 。E — m a i l :
7 3 7 6 2 6 01 3 @ q q . c o n l 。
杭州地铁 二号 线 文华 路 站 一丰谭 路 站 区 间 ,盾 构 隧道斜 穿 桩基 公 共 设施 建 筑 ,如 图 1 。该 区 段 盾
ห้องสมุดไป่ตู้
相 比矿 山法施工 ,盾 构法 在施 工 中能够 更 好地 控 制
周边土体 的变形 ,对邻 近 建筑 物 的扰 动 较 小 ,因此 在城市地 铁隧道施 工 中被广 泛采用 。 隧道 盾构法 施工 过 程 中 ,对 地 层影 响主要 分 为 五个 阶段 … :① 盾构 到 达前 对 地层 影 响 ;②盾 构 达
赵
俊 ,等 :盾构隧道施工对邻近桩基 的影响研究
・ 9 7・
盾 构 隧道 施 工 对 邻 近 桩 基 的影 响研 究
赵 俊 ,刘 维 ,甘 鹏路
3 1 0 0 0 4 ;2 .浙江大学滨海与城 市岩土研究 中心 ,杭州 3 1 0 0 5 8 ) ( 1 .中铁二院华东勘察设计有 限责任 公司 , 杭州
0 引 言
盾构隧道开挖对周围土壤及建筑物的影响分析与预测
盾构隧道开挖对周围土壤及建筑物的影响分析与预测随着城市化进程的推进,盾构隧道的建设越来越常见。
然而,盾构隧道的开挖对周围土壤及建筑物可能造成一定程度的影响。
因此,本文将对盾构隧道开挖对周围土壤及建筑物的影响进行分析与预测。
首先,盾构隧道开挖会对周围土壤造成一定影响。
在隧道开挖过程中,盾构机会对土壤施加巨大的挤压力,可能导致土壤变形、沉降以及应力的重新分布。
土壤的变形与沉降可能会引起地面的下沉或倾斜,进而对周围的建筑物造成损坏。
因此,在盾构隧道开挖前,需要对周围土壤进行详细的勘探和分析,以评估土壤的承载能力和变形特性,并制定相应的土方开挖方案和支护措施,以减小对土壤的影响。
其次,盾构隧道开挖对周围建筑物也可能产生一定的影响。
在隧道开挖过程中,地下水位的变化、土壤的沉降以及土壤的变形都可能对邻近建筑物的稳定性产生不利影响。
特别是对于靠近隧道开挖区域的建筑物,其地基稳定性可能会受到较大的挑战。
因此,需要在隧道开挖前进行详细的结构勘测和评估,以了解建筑物的结构特点和地基条件,并制定相应的支护措施,以保证周围建筑物的安全。
此外,盾构隧道开挖过程中产生的挖掘泥浆也可能对周围环境产生一定的影响。
挖掘泥浆中的悬浮物质和重金属等有害物质可能会污染地下水资源,对周围的生态环境造成破坏。
因此,在隧道施工中需要建立相应的泥浆处理系统和水质监测机制,以减小对环境的不良影响。
为了预测盾构隧道开挖对周围土壤及建筑物的影响,可以借助数值模拟和监测手段。
数值模拟可以采用有限元法或有限差分法等方法,对土壤的变形、沉降和应力分布进行模拟和预测。
通过模拟可以评估不同开挖工况下的影响范围和程度,并优化工程方案。
同时,监测手段可以采用物理监测、遥感监测和地下水位监测等多种方法,及时掌握隧道开挖过程中的变化和影响,以便采取及时有效的措施进行调整和管理。
总之,盾构隧道的开挖对周围土壤及建筑物可能产生一定的影响。
要准确分析和预测这些影响,需要进行详细的土壤勘探、结构评估和水质监测,并借助数值模拟和监测手段进行预测和控制。
盾构隧道面临的近距离施工问题
很小 的隧道施工方法——盾 构施工法普 遍得 到了人们 的关注 , 并 且在一些地 区已经有了较为广泛 的使用 。 虽然我 国在盾构 隧道施 工 方 面已有 了一定 的 成功经 验 和技
更经 济 、 安全 地使 用盾构 技术 , 更 有必要利 用国 术 积累 , 但仍然存在大量 的技术 问题 。除盾构 机械 制造和施 工控 为了下一步更好 、 内外相 关经验来研究并解 决各种技术 问题 , 明确 今后 盾构技 术发 制管理 等综合技术 问题以外 , 在岩 土工程 的领域 内也存在许 多 尚 待解决 的理 论 和技术 问 题。 比如 , 构 隧道 管 片 设计 理 论 的统 盾
工程 实践 证明 , 用 土工格 室加 筋处 理 软土 地基 , 以较好 而采用 土工格 室与土 工布 结合 则 大大 降低 了工程难 度 。将 土 工 使 可 布平铺在海滩 上 , 上面 放置 土 工格 室 , 在 固定 后放 入砂 石料 经 压 地改善填料性质 , 强上 部结构 整体 性 , 效 防止路基 发 生过 大 增 有 变形 ; 大大减小 了传 至软 土地基 的附加 应力 , 小 了地基 工后沉 实 即可成为一条永久性道路 。 减
本较高 。采用 土 工格 室 , 可直 接 将 土 工格 室 拉开 放 在 沙漠 上 固 定, 然后就地取材 填入砂石等 , 操作 简单 , 工效率 高。施 工后 路 施 面可满 足各 种重型车辆长期使 用 。
4 4 在 潮 间带道路 上 的 应 用 .
在海滩潮 间带筑 路 , 往往 需要 移 山填海 式 的 巨大基 建 工程 ,
的衔 接问题 。 参考文献 :
4 2 用 于 边 坡 及 堤 坝 防 护 .
[ ] 志前 , 1付 姜
萍. 土工格 室加 筋垫层施 工 中应注 意的 问题 [] J.
盾构区间近接施工影响abaqus数值模拟报告
顶管施工电力隧道对既有盾构区间隧道结构影响分析及处理措施建议2011年1工程概况旧城改造项目市政工程B1线拟建电力隧道与盾构区间隧道在平面上成44º~45º斜交关系,拟建电力隧道在里程ZDK37+401.921和YDK37+415.055分别与已建地铁左线、右线区间盾构隧道在平面上相交。
电力隧道上穿跨已建地铁区间隧道,拟建电力隧道结构与已建地铁左线隧道结构的净距为2.813 m、与地铁右线隧道结构的净距为2.139 m。
地铁区间隧道及电力隧道均下穿秀水河,在平面上地铁区间隧道与秀水河成43º~44º斜交关系。
2 计算模型及分析工况2.1 计算模型简介在分析模型的边界范围内,左线盾构隧道地质剖面如图2-1所示,右线盾构隧道地质剖面如图2-2所示。
左右线盾构隧道主要穿越<5-3>中风化泥岩、<5-2>强风化泥岩、<3-6-2>稍密卵石、<4-7>卵石粘土层,地层分布呈现为上软下硬。
隧道上覆围岩主要为<1-2>素填土。
左线隧道的坡度为16.299‰,右线隧道的坡度为15.929‰。
左右线盾构隧道的现状覆土厚度约8.55~9.36 m。
图2-1 左线盾构隧道地质剖面图图2-2 右线盾构隧道地质剖面图电力隧道暗挖段为矩形断面,如图2-3所示,隧道开挖断面为4.9 m×2.6 m;在纵断面上,电力隧道的坡度为25‰。
电力隧道施工采用顶管法,在电力隧道东端设顶进工作井,在平面上该工作井宽8 m,长6 m,深7.26~7.41 m;在电力隧道西端设辅助工作井,在平面上该工作井宽5.5 m,长3 m。
在平面上,顶进工作井与右线盾构隧道的最小净距为4.167 m,辅助工作井与左线盾构隧道的最小净距为1.015 m。
顶管隧道主要位于<1-2>素填土内,现状覆土厚度为3.8~4.4 m。
图2-3 电力隧道暗挖断面根据规划的纬四路纵断面图,分析计算范围内地面凹槽将填土,填土厚度至少1.45 m。
基于BIM技术的盾构隧道施工过程仿真分析
基于BIM技术的盾构隧道施工过程仿真分析盾构隧道施工是一种在地下挖掘隧道的方法,它可以避免地面交通的中断,并且可以大大减少对周围环境的干扰。
近年来,随着BIM(建筑信息模型)技术的快速发展,越来越多的工程项目开始应用BIM技术进行设计、施工和管理。
在盾构隧道施工中,BIM技术也被广泛应用,以提高施工效率、节省成本和减少风险。
本文将基于BIM技术对盾构隧道施工过程进行仿真分析,并总结其优点和实际应用案例。
首先,BIM技术可以通过三维建模的方式对盾构隧道的设计进行虚拟模拟。
传统的隧道设计主要依靠平面图纸和剖面图纸,难以准确描述施工过程中的各种情况。
而BIM技术可以通过将设计的建模数据导入仿真软件,生成真实的施工场景,模拟出施工中可能出现的问题和冲突。
这使得施工方能够提前发现并解决问题,避免施工过程中的错误和变更,从而提高施工效率和质量。
其次,BIM技术可以通过时间轴的功能模拟盾构隧道施工的整个过程。
通过在模型中添加时间轴,可以精确模拟每个施工阶段的具体操作和时间进度。
施工方可以根据实际情况调整时间轴,监测施工进度,并预测是否会有延迟或提前完成的情况。
这有助于发现潜在的施工问题,及时采取措施进行调整,保证施工进度的顺利进行。
另外,BIM技术可以与其他相关软件进行数据交互,并实现多学科协同设计。
在盾构隧道施工中,设计和施工往往需要多个专业的参与,包括土木工程、结构工程、机械设备等。
BIM技术可以将这些专业的数据进行集成,实现数据的共享和交流,避免了传统的纸质图纸和文字描述容易发生的信息传递错误。
这有助于提高工程的协同性和一体化管理水平,减少沟通成本和误差,提高整个施工过程的效率和准确性。
此外,BIM技术还可以结合其他模拟软件进行影响分析。
盾构隧道施工过程中,存在一些与环境和地质条件相关的风险因素,如地下水位、土体稳定性、地震等。
BIM技术可以与这些模拟软件进行耦合,将相关数据输入模型,以评估施工期间可能发生的风险,并制定相应的应对措施。
盾构隧道施工对邻近地下管线影响分析
第2 卷 , 3 9 第 期 20 08年 5月
文章编 号 :10 -62 (0 8 30 5 —5 0 14 3 20 )0 —0 80
中 国 铁 道 科 学
CH I NA RA I LW AY CI S ENCE
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盾 构隧道 施工对 邻 近大直 径 电缆管线 的影 响 。
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为 掘进 式 中: 。 为地层 损 失 ; 。 掘进 起 点 ; 为 终 点 ;i为 横 向 宽 度 系 数 ,对 于 黏 性 土 i一
收稿 日期 ;2 0—72 ;修订 日期 :2 0 —90 0 70 —8 0 70—9
i 0 2 (o 一 . 8 z — ) . ( I 一o 1 61 ≤ 0 l ; 0 T ≤ Om) Z 为隧
基金项 计 划项 目 ( C T-40 2 ) 5288) N E 0—5 5
障 、 自来 水 管线爆 裂 、煤 气 管线泄 漏等 。因此 ,地 铁 工程建 设 必须确 保各种 地下 管线 的安 全 。
一
般认 为盾 构施 工 中地 表变 形 在允 许 范 围 内 ,
地 下管线 就 处于安 全状 态 。北京 、广州 、重 庆等地 规 定 ,盾 构施 工 中地表 沉 降 不 能超 过 3c 或地 表 m 最 大斜率 不 能超 过 2 5 . 5mm ・ m _ j 由于地 下 1 。
伏 全风化 一 强风化 花 岗岩及 岩脉 ,区间隧道 主要位
于砾 质 黏土 、砂质 黏土 中。盾 构 RK +7 0处 有一 8 5
根 与隧道 垂直 相交 的 电缆 管线 ,直 径 3m,隧 道与 电缆 管线 外壁 间距 仅为 12m。为监 测 盾构 掘进 对 。 电缆 管线 的影 响 ,在 电缆 管线 内布 置两排 测点 ( 距 地 表 98m) . ,东 、西 同排测 点间距 5m,各 6 。 个
分析盾构施工对环境的影响及控制措施
分析盾构施工对环境的影响及控制措施一、盾构施工对周围环境的影响(一)对建筑物沉降影响在盾构正常掘进地段,建筑物的沉降形式与地表沉降一致,最大沉降发生在盾尾脱出管片阶段,在主要沉降影响区的房屋(在盾构隧道轴线两侧3m范围)沉降大,主沉降区的房屋沉降一般在-15.0~-25mm;在主沉降区外的房屋沉降小,沉降值小于-10mm,距隧道轴线较远(10m以上)地段,盾构掘进基本对房屋没有影响,其沉降变化量在-4mm以下。
造成建筑物沉降的原因主要有:(1)盾构推进的时候造成的地层损失,其中会有多种因素导致地表沉降,主要包括开挖工作面土体移动、盾构后退、土体挤入管片与盾构之间的建筑空隙、盾构施工中改变推进方向、管片的变形和隧道的沉降;(2)受扰动土的再固结,首先,由于孔隙水压力在地层因土体中发生变化产生排水固结变形最终导致地面出现了沉降的现象;其次,土体在受到较大的扰动之后,就会有持续很长时间的压缩变形出现在土体骨架当中,在这个土体蠕变过程当中就会出现地面沉降;(3)地下水流动。
在深埋隧道中,地层损失造成的建筑物的沉降主要影响的是端承桩,而地下水大量流失造成地下水位下降则主要影响的是浅基础和长度较短的摩擦桩,特别是基础以下存在间隙率较大的地层,如中、粗砂层所造成的沉降较大。
由于盾构机在掘进过程中,拱顶同步注浆普遍存在不密实情况,导致拱顶处沿隧道方向存在水力连通,当盾构长时间停止掘进时,地下水容易从盾构机后方流至开挖面,引起地下水大量流失,当地层起伏较大的地层或存在地质钻孔封孔质量不好时,容易与上部地层形成水力通道,直接贯通隔水层引起地下水位下降;另外在含水量较大的地层中停机也会造成开挖面较大的水量流失。
如在深圳地铁一个工程实例,由于隧道上层覆土较浅,且土质松散,并有部分未封堵的地质钻孔,由于形成上下贯通的水力通道,当盾构推过时,地下水下降达2m多,引起地表沉降达120mm,当调整盾构掘进参数、加大注浆量时,地表存在冒浆现象。
近距离多盾构隧道施工对临近建筑物的影响分析
Ke r s a jc n l he u n l; d fr t n t n e c n t ci y wo d : da e tmut s i d t n e i l s eo mai ; u n l o sr t n o u o
地表 建筑物 的变 形监 测是盾 构 隧道施 工监测 的 内容之 一 , 由此可 见 , 构隧道 施工 对地 表建筑 物影 响 的 盾
p a tc le g n e i g,a d s mes g e in r r p s d r c ia n i e rn n o u g t sa ep o o e .Th e u t h a e a r vd ee e c sf rs il u — o er s l i t ep p rc n p o i er f r n e o h e d t n sn n lc n t u t n e o s r c i . o
建 材 世 界
DOI1 . 9 3 jc . 21 8 . U. 0 1 0 . 3 :0 3 6 /.n 4 —7 3 T 2 1 . 5 0 2
21 年 01
第3 2卷
第 5期
近 距 离 多盾构 隧道 施 工 对 临 近建 筑 物 的影 响分 析
任晓 峰
( 武汉 船舶 职业 技术 学 院 , 武汉 4 0 5 ) 3 0 0
R EN Xio e g a- n f
( n t u e o h p B i i g Te h o o y W u a 3 0 0 Chn ) I s i t fS i u l n c n l g , h n 4 0 5 , i a t d
Ab ta t: Th eo main mo io f uligi n ftemo io e u igs il u n lc n tu t n sr c ed f r t ntro i n so eo h ntri msd rn hed tn e o sr ci ,whc o b d t o ih
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2 . 1 用张拉 钢 绞线 的 方法
为减少烧焊垫块 的次 数 , 作 业组 有 时将 垫枕 、 垫 片等 放 置于
由于无法 保证顶 推 的作用 力 与垫块绝 对垂 直 , 当顶 推 将钢 绞线的一端利用锚具 固定 于轨道前 端 , 另一端从 挂篮前 顶推尾端 , 行程较大 时 , 尾 端 放 置 的 垫块 等 容 易 被挤 出 , 存 在 一定 的安 全 支座 中间穿过。在前支 座处 加设 垫板 , 通 过张 拉钢 绞线 时 , 单束 顶对前 支座的反作用力使挂篮前移 ( 见图 2 ) 。
2 . 2 利用 1 0 0 t 顸 推进 行前 移
该挂篮走行工艺原理较 为简单 : 将顶 推前端 与挂篮 前支座 处 垫板接触 , 尾端则与烧 焊在 走行 轨道 上的 垫块接 触 , 随着顶 推 行 程 的增加 , 挂篮开始走行 ( 见图3 ) 。
图 1 菱形挂 篮总装 示意图
设计于拱顶位 置 预 留倒 梯 形 ( 锥形) 注 浆孑 L , 纵 向间距 每 隔
第4 0卷 第 2 6期 2 0 1 4 年 9 月
山 西 建 筑
S HAN XI ARCHI T EC T URE
V o 1 . 4 0 NO . 2 6
S e p . 2 0 1 4
・1 7 3・
文章编号 : 1 0 0 9 — 6 8 2 5 ( 2 0 1 4 ) 2 6 — 0 1 7 3 - 0 2
比研 究 , 综合探讨 了各种 方式的经济性 , 指 出采用 6 5 t 穿心式千斤顶进行挂篮推移在该 工程 中占有优 势。
关键 词 : 挂篮 , 前移 , 轨道 , 装置
中图分类号 : U 4 4 8 . 2 1 4 文献 标 识 码 : A
1 工 程概 况
沪( 上海 ) 昆( 昆明) 客 运 专线 ( 云南 段 )白水 特大 桥 , 全 长
隐患 。
具体 原理如下 : 油泵 开启 时 , 单束 顶 内置 夹片将 钢绞线 夹 紧, 2 . 3 利用6 5 t 穿心 式 千斤顶 进行 前移 随着 张拉 应力的增加 , 单 束顶对前支座的反作用力逐步增大, 当其
… l… ,… l… ,… l … , I… ’ …
该 工艺 在避免挂篮跑偏现象产生 的同时 , 由于精轧 螺纹钢强
Ab s t r a c t :C o mb i n i n g w i t h s h i e l d t u n n e l t e n d e r s c h e me o f C h u a n g y i s t a t i o n — J i a n g c u n s t a t i o n o f Ha n g z h o u s u b wa y l i n e No . 5,t h e p a p e r a n a l y z e s t h e i mp a c t o f u p p e r a n d l o w e r t u n n e l c o n s t r u c t i o n p r o c e d u r e u p o n t u n n e l s t r u c t u r e s t r e s s i n i n c l i n e d t u n n e l c o n s t r u c t i o n p r o c e s s ,d e s c i r b e s t h e s u r f a c e s o i l s u b s i d e n c e l a w i n i n c l i n e d t u n n e l c o n s t r u c t i o n p r o c e s s ,d i s c u s s e s t h e i mp a c t o f t u n n e l d i s t a n c e c h ng a e u p o n t u n n e l ma s o n r y s t r e s s , nd a i f n ll a y d i s c u s s e s t h e e f e c t o f g r o u t i n g r e i n f o r c e me n t u p o n t u n n e l c o n s t uc r t i o n wi t h n u me ic r u n n e l s u r r o u n d i n g r e i fo n r c e me n t .
大 于挂篮 前 支 座处 静 摩 擦 力 时 , 挂 篮 开始 走 行 ; 当挂 篮 走 行 约
2 0 c m之后 , 回油松 张 , 此时单 束顶 前端 内置夹 片松 开 , 待 回油完
只需人工将顶前 推 , 使顶 的前端 与支 座垫 板接 触 , 依次 循环 , 1 3 1 9 . 7 m, 该桥在跨越 曲胜高速公 路 、 盘西铁路 时 , 均采用 了悬 臂 毕 , 直 至挂篮走行 到位 。 梁进行跨越 , 其中跨越 曲胜高速采用 7 2 m+1 2 8 m+ 7 2 m, 跨越 盘 综合 分析 : 运用此 法推 移挂 篮 , 一 个 T两套 挂篮 同时行 走用 西铁路采用 5 6 m+1 0 0 m+ 5 6 m, 均采用菱形 挂篮施工 。 时约 2 h ( 6人 ) 。该 工艺 优点 在 于: 可确保挂 篮前 支座 处受 力方 菱形挂篮 , 其主要 由主构 架 、 行走 及锚 固装置 、 底 模架 、 内外 向与轨道方向一致 , 避免 了挂 篮跑偏 的现象发 生 , 且作 业人 员可 侧模板 、 前吊装置 、 后 吊装 置 、 前上横梁等组成 ( 见图 1 ) 。 轻松将顶前移 。
谈 悬 臂 梁 挂 篮 施 工 前 移 施 工 技 术
秦 青 山
( 中铁二十局集 团第一工程有限公司 , 江苏 苏州 2 1 5 1 5 1 )
摘 要 : 以沪 昆客专 白水特 悬臂挂篮前移改进工艺为例 , 对张拉钢绞线 、 1 0 0 t 顶 推、 6 5 t 穿心式千斤顶三种挂篮前移 的方式进行 对
5 m设挂篮前 、 后 支座各两个 , 前支座 支承 在轨 道顶 面 , 后 支座 以
反扣形式沿轨道下缘滑 动 , 无 需 加 设 平 衡 重 。前 一 段 箱 梁 预 应 力
张拉结束 , 拆 除所有 后锚 扁担梁 的锚 固装 置后 , 使用 液压 千斤 顶
对前支座进行顶推 , 带动整个挂篮 向前 移动。
l… '… ’ ,… l … ’… l… , H ‘ :
Nu me r i c a l s i mu l a t i o n a n a l y s i s o n n e i g hb o r h o o d c o n s t r u c t i o n i n lue f n c e o f s h i e l d t u n ne l
图 2 张拉钢绞线
囤3 1 0 0 t 顶推
综合分析 : 运用 此法 推移挂 篮 , 一个 T两套 挂篮 同时行 走 用
2 悬 臂 梁挂篮 施 工前 移技 术
在施 工过 程中有三种前移方式 , 介绍如下 。
时约 4 h ( 1 0. 人) 。该工艺优点 在于顶推 行程 较大 ( 约5 0 e m) , 但
Q nJ F a n Y U J i a n - j u a n H U Y u ・ l o n g ( Z h e j i a n g A c a d e m y o f C o m mu n i c a t i o n P l a n n i n g& D e s i g n , H a n g z h o u 3 1 0 0 0 6, C h i n a )