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浅埋暗挖隧道近距离平行上跨对既有盾构隧道的变形影响分析

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现代隧道技术 2022年第3期59卷 118-127页

作者：许有俊秦浩斌李文博张旭张朝李泽升内蒙古科技大学土木工程学院包头014010 内蒙古科技大学矿山安全与地下工程院士工作站包头014010 内蒙古自治区高校城市地下工程技术研究中心包头014010 北京城建设计发展集团股份有限公司北京100371

依托呼和浩特市浅埋暗挖隧道近距离平行上跨既有地铁2号线工程,通过有限元数值模拟和现场监测,对不同的开挖工法和反压措施进行方案比选,研究上穿施工引起盾构隧道结构上浮的变形规律。结果表明:在施工中采用砂袋反压可有效控制盾构隧... 详细信息

依托呼和浩特市浅埋暗挖隧道近距离平行上跨既有地铁2号线工程,通过有限元数值模拟和现场监测,对不同的开挖工法和反压措施进行方案比选,研究上穿施工引起盾构隧道结构上浮的变形规律。结果表明:在施工中采用砂袋反压可有效控制盾构隧道的变形,通过对比发现,第二次砂袋反压的竖向位移控制率明显低于第一次反压,故现场施工中应尽早对隧道进行砂袋反压,避免因反压时间较迟导致竖向位移控制率过小而无法达到良好的反压效果;上穿工程引起既有地铁2号线隧道的变形曲线呈“半抛物线”形,且随着新建隧道开挖卸荷而产生左右变换的现象;由于土体卸荷、覆土埋深较浅等因素,盾构管片发生不均匀变形,最终既有盾构隧道管片整体变形呈“竖鸭蛋”状;综合经济、效率等因素,最终确定的方案为CD法+双侧反压。该工程采用优化方案后,最终将盾构隧道道床最大上浮变形控制在2.51 mm,满足规范控制值4.0 mm要求。

关键词：浅埋暗挖上跨盾构隧道上浮控制竖向位移控制率施工方案优化

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新建桥涵上跨运营隧道保护方案及措施研究

铁道工程学报 2021年第12期38卷 102-107页

作者：朱炎兵中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:运营地铁隧道正上方作为轨道交通的特别保护区,为了减少对下卧隧道的影响,上方拟建项目设计方案多工序繁复、造价高且施工工期长。本文通过对某运营隧道上方新建桥涵工程设计方案和施工过程的综合研究,拟找到一种工艺简单、工... 详细信息

研究目的:运营地铁隧道正上方作为轨道交通的特别保护区,为了减少对下卧隧道的影响,上方拟建项目设计方案多工序繁复、造价高且施工工期长。本文通过对某运营隧道上方新建桥涵工程设计方案和施工过程的综合研究,拟找到一种工艺简单、工程费用低,施工快捷且对地铁保护较好的解决方案。研究结论:(1)基于基坑卸载回弹相关研究和时空效应原理,新建桥涵采用预制箱涵拼装方案,土体小块开挖、结构分块快速吊装回筑,施工过程配重快速动态荷载平衡等措施,可以减少隧道上方土体应力变化幅度、范围以及变化的时间跨度,有利于控制对下卧地铁隧道结构的变形影响;(2)数值分析结果及实测数据表明,设计和施工统筹考虑的轨道保护方案对隧道变形的控制较好;(3)研究案例实施快捷、工程造价低、卸载再加载过程对地铁影响较小,可为其他上穿隧道工程的设计和施工提供借鉴和参考。

关键词：桥涵基坑工程地铁隧道上跨保护措施

新建公路工程上跨铁路隧道的近接施工影响分析

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公路 2019年第10期64卷 304-309页

作者：张良中铁上海设计院集团有限公司

新建项目上跨既有铁路隧道的情况越来越多,在上方公路工程施工过程中需要分析下方既有铁路隧道的附加位移、应力、轨道平顺度的影响。结合胜山~陆埠公路工程上跨大山脑高铁隧道,利用三维有限元软件进行数值模拟分析,针对上方公路工程施... 详细信息

新建项目上跨既有铁路隧道的情况越来越多,在上方公路工程施工过程中需要分析下方既有铁路隧道的附加位移、应力、轨道平顺度的影响。结合胜山~陆埠公路工程上跨大山脑高铁隧道,利用三维有限元软件进行数值模拟分析,针对上方公路工程施工对既有铁路隧道的影响进行分析,结果表明:上方公路工程施工对既有隧道的影响在安全范围之内,既有的高铁隧道衬砌结构能满足安全需要,本案例能够为将来类似工程的施工提供可靠的参考依据。

关键词：公路隧道铁路隧道上跨数值模拟分析

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上跨既有高速公路桥梁现浇箱梁支架设计研究

公路交通科技（应用技术版） 2014年第12期10卷 294-297页

作者：吴建明江西省公路桥梁工程局江西南昌330029

本文通过对德州北互通主线桥第八联上跨高速公路桥梁现浇箱梁施工方案为研究,对上跨既有桥梁现浇箱梁支架设计进行设计,并对其进行计算验证,以及验证支架预压、卸落,满足了施工要求,这对上跨既有桥梁的支架设计具有借鉴及指导意义。

关键词：上跨既有高速公路桥梁支架设计验算

地铁车站出入口软土深基坑上跨既有电力线管道施工技术

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城市轨道交通研究 2014年第9期17卷 100-104页

作者：文先锋张毅曹章平中铁四局集团有限公司上海分公司上海高级工程师200083

某市地铁预留出入口施工上跨—埋深11.75 m、直径3 50mm的既有电力线管道。要求在不拆移既有电力线管道的情况下,既要确保该预留出入口的正常施工,还要避免施工过程对电力线管道可能造成的上浮变形影响。从该工程的特点出发,综合工程类... 详细信息

某市地铁预留出入口施工上跨—埋深11.75 m、直径3 50mm的既有电力线管道。要求在不拆移既有电力线管道的情况下,既要确保该预留出入口的正常施工,还要避免施工过程对电力线管道可能造成的上浮变形影响。从该工程的特点出发,综合工程类比、专家咨询和理论仿真三种分析,得到了优化的施工方案,其中增加了大基坑改为小基坑、坑内土体改良和电力线管道变形自动化监测等措施。该施工方案具有将施工工艺的优化和施工期间全过程监控有机结合、工程效果良好等特点。

关键词：地铁车站出入口施工技术软土深基坑上跨电力线管道

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互通区上跨桥梁现浇支架方案设计

公路 2013年第6期58卷 94-97页

作者：李洪文吴江龙中交第二公路工程局有限公司西安市710065

榆佳高速公路青云互通A2匝道桥上跨主线,上部构造为现浇预应力混凝土连续箱梁,桥梁为曲线桥并且与主线桥斜交,其所处的位置地形比较复杂,现浇支架采用了碗扣式支架与钢管桩支架相结合的方式;设计时对钢管桩进行分组布局,发挥贝雷桁架的... 详细信息

榆佳高速公路青云互通A2匝道桥上跨主线,上部构造为现浇预应力混凝土连续箱梁,桥梁为曲线桥并且与主线桥斜交,其所处的位置地形比较复杂,现浇支架采用了碗扣式支架与钢管桩支架相结合的方式;设计时对钢管桩进行分组布局,发挥贝雷桁架的优势,节约了大量连接钢材;根据施工进度情况,优化现浇支架设计方案,解决了斜交及与主线施工相互干扰的问题。

关键词：互通区上跨桥梁支架设计

黄土地区暗挖通道近距离上跨既有地铁隧道施工方案优化研究

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黄土地区暗挖通道近距离上跨既有地铁隧道施工方案优化研究

作者：贾星星长安大学

学位级别：硕士

随着西安地铁规划网络的推进及地铁修建线路的增多,各条线路之间交叉穿越上跨施工的问题将越来越多。西安地处渭河盆地中部的黄土沉积区,工程地质复杂。加之,既有地铁对变形和受力的控制要求非常严格,对上跨既有地铁施工方案提出了严峻... 详细信息

随着西安地铁规划网络的推进及地铁修建线路的增多,各条线路之间交叉穿越上跨施工的问题将越来越多。西安地处渭河盆地中部的黄土沉积区,工程地质复杂。加之,既有地铁对变形和受力的控制要求非常严格,对上跨既有地铁施工方案提出了严峻的挑战,且西安地区没有现成的施工技术和研究成果可以借鉴。因此,针对采用何种上跨施工方案来确保既有地铁结构安全的研究迫在眉睫。本文以西安地铁三号线太白南路站附属结构暗挖通道上跨既有地铁工程实例为依托,主要开展研究工作如下:(1)本文根据既有地铁二衬浇筑时机不同以及夹层土体的加固效果提出了四种上跨既有地铁施工方案。方案一:既有地铁先浇筑二衬并对夹层土体注浆加固后,然后进行上跨暗挖通道的施工;方案二:既有地铁先浇筑二衬但不对夹层土体注浆加固,直接进行上跨暗挖通道的施工;方案三:既有地铁先不浇筑二衬而是采用临时钢架进行加固,并对夹层土体注浆加固后,然后进行上跨暗挖通道的施工,最后浇筑既有地铁二衬;方案四:既有地铁先不浇筑二衬而是采用临时钢架进行加固,但不对夹层土体注浆加固,直接进行上跨暗挖通道的施工,最后浇筑既有地铁二衬。分析四种方案在上跨施工过程中最不利情况下既有地铁变形和受力,通过对比分析最终确定使用方案一。(2)将方案一应用于依托工程中,并在上跨施工时,对既有地铁隧道初期支护与二次衬砌之间的压力、二次衬砌内部的受力、拱顶下沉、周边收敛及地表沉降进行全过程监测。由分析数据可知该方案整体变形较小。初支与二衬之间的压力,既有左线由于避让自来水管造成偏压,左侧压力较右侧大,但整体压力在数值上偏小,既有右线压力左右对称。二衬内部受力,既有左线左侧受压右侧受拉,既有右线受力左右对称,拱顶受拉而其余部位均受压,现场二衬结构并未开裂,整体结构处于安全状态。

关键词：黄土地区暗挖通道上跨既有地铁施工方案优化

复杂地层中地铁上跨既有隧道围岩变形与受力特性分析

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复杂地层中地铁上跨既有隧道围岩变形与受力特性分析

作者：周经伟长沙理工大学

学位级别：硕士

当前修建地铁隧道常常采用盾构法施工,新建隧道施工时因盾构穿越将导致既有隧道管片出现变形与开裂问题,存在巨大安全风险。为解决这一技术瓶颈,本文首先分析盾构穿越既有隧道工程特点以及相互作用机理,考虑修正惯用法与梁-弹簧模型优缺... 详细信息

当前修建地铁隧道常常采用盾构法施工,新建隧道施工时因盾构穿越将导致既有隧道管片出现变形与开裂问题,存在巨大安全风险。为解决这一技术瓶颈,本文首先分析盾构穿越既有隧道工程特点以及相互作用机理,考虑修正惯用法与梁-弹簧模型优缺点,提出了针对盾构上跨复杂地层既有隧道管片的荷载体系与计算方法,随后采用有限元方法,建立三维数值模型分析不同穿越角度以及穿越净距对既有隧道围岩变形影响,最后根据复杂地层地铁上跨既有隧道受力及变形特点提出了针对性的控制方法,主要研究成果如下:(1)本文分析了修正惯用法与梁-弹簧模型的优缺点,提出了针对复杂地层中盾构隧道上跨既有隧道的管片荷载体系与计算方法。修正惯用法仅考虑了两侧地层抗力,而盾构穿越后既有隧道竖向位移趋势明显,盾构隧道管片位移引起的拱顶与拱底地层被动抗力不可忽略。梁-弹簧模型夸大了盾构隧道拱底处受到的主动土压力,未考虑到下部岩层对盾构隧道管片切向变形抑制较弱,切向弹簧设置不合理,计算得到的拱底处变形与弯矩大于本文所提方法,而拱底处轴力小于本文所提方法。因此,本文所提方法更符合复杂地层中地铁上跨既有隧道的管片受力情况,可为类似工程提供参考。(2)采用MIDAS GTS NX有限元数值计算软件,建立三维有限元模型,研究不同穿越角度(30°、60°和90°)下,穿越净距3.0m,4.0m,5.0m和6.0m的既有隧道横向收敛最大值变化情况。结果表明:穿越角度相同条件下,随着穿越净距增大,既有隧道横向收敛最大值逐渐减小.此外,还应当对穿越净距小于4.0m时复杂地层既有隧道给予特别关注,加强防范。(3)当穿越角度为30°时,新建隧道与既有隧道重叠部分面积最大,新建隧道开挖卸荷作用影响最大,此时既有隧道纵向变形曲线产生偏移值最大。随着穿越角度增大,新建隧道与既有隧道重叠部分面积减小,既有隧道纵向变形曲线偏移值也随之减小。此外,复杂地层地铁上跨既有隧道时,由于既有隧道拱底处于下部岩层中,拱底衬砌横向变形较小;拱顶处于上部土层,且距离新建隧道距离更近,盾构机开挖扰动较大,横向收敛变形较大,隧道围岩变形总体呈现“上部大、下部小”的特点。(4)根据复杂地层中地铁上跨既有隧道变形特点,提出了钢环加固法、全方位高压喷射工法以及新建隧道压重三种控制方法。钢环加固法能有效提高既有隧道拱顶部分衬砌结构刚度及极限承载能力;全方位高压喷射工法能显著提高施工能力,有效控制盾构扰动影响范围;新建隧道压重可有效减弱既有隧道隆起趋势。本文的研究成果可为类似工程的设计和施工提供参考。

关键词：盾构隧道上跨复杂地层既有隧道数值模拟

极小净距上跨既有隧道的某盾构隧道施工控制技术研究

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极小净距上跨既有隧道的某盾构隧道施工控制技术研究

作者：刘怀宇华南理工大学

学位级别：硕士

随着城市轨道交通的迅速发展,地铁线路纵横交错,新建地铁隧道不可避免的会遇到近距离上跨或下穿既有隧道的问题。如何预测并控制盾构近距离施工对既有隧道的影响、保障地铁的正常运营,已成为地下空间开发的热点和难点。然而,当前的城市... 详细信息

随着城市轨道交通的迅速发展,地铁线路纵横交错,新建地铁隧道不可避免的会遇到近距离上跨或下穿既有隧道的问题。如何预测并控制盾构近距离施工对既有隧道的影响、保障地铁的正常运营,已成为地下空间开发的热点和难点。然而,当前的城市建设发展很快,而学术研究往往滞后于工程需要,因此,现有的理论与方法往往对工程建设的指导性不足,其中,近距离甚至超近距离条件下的施工控制理论与技术就是一个典型的情况。本文针对东莞市地铁一号线新源路站～东城南站盾构隧道以极小的净距上跨既有的莞惠城际隧道工程,采用数值模拟计算、监测数据分析和现场测试的方法,研究极小距离盾构施工对周围影响的控制技术。本文主要研究内容及成果如下:(1)分析整理了区间盾构隧道的地层沉降和地层损失规律,进行Peck公式的适用性分析,得到区间的地层损失率在0.067%～3.24%,并探讨了各因素与地层损失率的关系。(2)选取与上跨段地质条件相近的地段进行预掘进试验,通过调整掘进参数控制地表沉降,得到上跨段施工的参考掘进参数,再通过数值模拟对上跨段的地层位移及其对下部既有隧道的影响规律进行研究,为上跨段的施工参数选择提供科学依据,为上跨段的顺利施工发挥了作用。(3)为了在盾构机停机、开仓和切割历史遗留锚索期间,保持地层的稳定性并限制地层位移,对锚索切割区域的地基进行注浆加固。论文采用数值模拟的方法对开仓清除锚索和注浆加固的有效性进行了研究,结果表明,相比于无注浆加固的工况,地层注浆加固后沉降减小约40%,可见,地层的注浆加固对控制地表沉降具有显著的效果。同时发现,地基浅部的注浆加固对下部隧道的位移变形影响较小。(4)调研了以往关于盾构机机器振动引起的振动加速度及其传播的相关文献,拟定合适的振源加速度时程,通过动力有限元计算,研究了近距离上跨盾构施工对下部既有隧道产生的振动作用及振动传播特点,结合已运营地铁隧道内的振动实测结果,认为上跨盾构机的振动对近距离下部隧道结构的振动影响较小。

关键词：盾构隧道小净距上跨施工控制