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软土地层邻近隧道深基坑变形控制设计分析与实践

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隧道建设（中英文） 2022年第2期42卷 163-175页

作者：王卫东李青徐中华华东建筑设计研究院有限公司上海200011 上海基坑工程环境安全控制工程技术研究中心上海200011

结合近年来在软土深基坑领域的工程实践和研究,阐述邻近隧道深基坑变形控制设计方法,主要包括基于微小变形控制分区设计、轴力自动补偿钢支撑、坑内土体加固、坑外隔断以及承压水控制设计方法等,通过实际工程案例分析不同设计方法在控... 详细信息

结合近年来在软土深基坑领域的工程实践和研究,阐述邻近隧道深基坑变形控制设计方法,主要包括基于微小变形控制分区设计、轴力自动补偿钢支撑、坑内土体加固、坑外隔断以及承压水控制设计方法等,通过实际工程案例分析不同设计方法在控制基坑与隧道变形方面的效果。同时,针对基坑开挖对邻近隧道影响评估难的问题,结合上海软土地层工程实践,介绍小应变本构模型(HS-Small)全套参数的确定方法以及基于小应变本构模型的基坑对隧道影响的数值分析方法。大量的工程实践表明,综合采取上述设计和分析方法能够有效评估基坑开挖对隧道的影响,并达到良好的变形控制效果,能满足地铁及隧道变形控制和结构安全的要求。

关键词：软土深基坑邻近隧道变形控制小应变硬化模型

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邻近隧道盾构施工的现场实测分析

地下空间与工程学报 2020年第6期16卷 1809-1817页

作者：邓江雨姚爱军周敬楚培召广州市市政工程设计研究总院广州510060 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京1000124

为研究新建隧道对既有隧道的附加作用,本文通过现场监测,从附加应力、附加变形两方面研究了新建盾构隧道施工对既有隧道的附加作用。分析了既有隧道管片附加作用的动态变化规律,给出了附加作用与掌子面距离的关系,同时对管片附加作用的... 详细信息

为研究新建隧道对既有隧道的附加作用,本文通过现场监测,从附加应力、附加变形两方面研究了新建盾构隧道施工对既有隧道的附加作用。分析了既有隧道管片附加作用的动态变化规律,给出了附加作用与掌子面距离的关系,同时对管片附加作用的空间分布规律进行了分析。监测结果表明:①既有隧道管片的附加环向、径向应力远大于附加走向应力。②既有隧道拱顶、拱底处环向附加应力为拉应力,且拱顶处拉应力远远大于拱底处拉应力,两侧拱腰处为压应力,靠近新建侧附加压应力大于远离侧附加应力,前者约为后者的2倍。③既有隧道管片的走向附加应力是压应力,其中拱底处最大,近侧拱腰处次之,拱顶处较小,远侧拱腰处最小。④既有隧道管片的径向附加应力为压应力,大小为0.1-0.5 MPa,近侧拱腰处最大,远侧拱腰处次之,拱顶较小,拱底最小。其表现为"侧向大,竖向小""近大远小,上大下小,不对称"的分布规律,即逆时针旋转90°的"非对称葫芦形"分布。⑤附加地表沉降呈对称U型沉降槽分布,影响半径为1倍埋深,影响角约45°,沉降最大点在隧道正上方,当掌子面到达监测断面时沉降速率最大。⑥既有隧道管片的附加净空收敛值依次经历了侧向收缩、缓慢扩张、快速扩张、缓慢回落,趋于稳定5个阶段。净空收敛值回落至峰值的三分之一,其变化范围在-1-3mm。⑦既有隧道管片的附加拱底沉降依次为上浮、回落、快速上浮、快速回落、回落至初始状态,其变化范围为-1.0-2.5 mm。

关键词：盾构施工邻近隧道现场实测

邻近隧道二衬结构在爆破振动作用下的动态响应测试研究

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中外公路 2017年第1期37卷 184-187页

作者：闫军杜峰李仲来中交一公局第二工程有限公司江苏苏州215151 温州绕城高速公路西南线有限公司

为了解并掌握小净距隧道爆破对邻近隧道二衬结构的影响规律,结合温州绕城高速公路西南线工程的横山隧道开展现场振动测试。了解后行洞爆破对先行洞二衬对应后行洞已开挖区域和未开挖区域的振动影响规律,掌握不同工况爆破最大控制药量,... 详细信息

为了解并掌握小净距隧道爆破对邻近隧道二衬结构的影响规律,结合温州绕城高速公路西南线工程的横山隧道开展现场振动测试。了解后行洞爆破对先行洞二衬对应后行洞已开挖区域和未开挖区域的振动影响规律,掌握不同工况爆破最大控制药量,在此基础上推导出对应不同控制标准先行洞二衬结构与后行洞掌子面的安全纵距和控制药量。

关键词：邻近隧道二衬结构爆破振动动态响应测试

浅埋偏压隧道进洞及爆破施工对邻近既有隧道的影响研究

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浅埋偏压隧道进洞及爆破施工对邻近既有隧道的影响研究

作者：黄齐兵中南大学

学位级别：硕士

隧道建设规模的日益增大势必会出现修建隧道洞口所处的地质条件差且多存在浅埋偏压现象、新建隧道爆破施工对邻近运营铁路隧道产生影响等现象。本文以草籽岗隧道为工程背景,进行浅埋偏压隧道进洞及爆破施工对邻近既有高铁隧道的影响研究... 详细信息

隧道建设规模的日益增大势必会出现修建隧道洞口所处的地质条件差且多存在浅埋偏压现象、新建隧道爆破施工对邻近运营铁路隧道产生影响等现象。本文以草籽岗隧道为工程背景,进行浅埋偏压隧道进洞及爆破施工对邻近既有高铁隧道的影响研究,研究结果旨在为草籽岗隧道的安全施工提供科学依据及技术支持,同时以期为类似工程实践提供一定参考。本文主要研究内容和成果如下:(1)考虑草籽岗隧道的实际工况,采用数值模拟对四种工法进行比选,得到合理施工方案为CD法开挖辅以超前管棚支护进洞。由于偏压作用,深埋侧的位移大于浅埋侧;由于先对右洞进行开挖,右洞位移值大于左洞。管棚的施加会使初期支护上部受力明显改善,拉应力最大值出现在右侧隧道右侧拱脚处。确保了草籽岗隧道的地表沉降、拱顶沉降及周边收敛累计值及变形速率均在安全可控范围内。(2)在工程实际中研究掌子面所需支护力必须考虑岩土体的非饱和性,且掌子面支护力受多种因素影响。草籽岗隧道岩体强度随饱和度的增大而减小,曲线拐点为饱和度为0.4,当饱和度等于0.4时,岩体强度折减88%,等效黏聚力折减58%,等效内摩擦角折减41%。计算得到保证草籽岗隧道洞口段掌子面稳定所需支护力为64.02k Pa。(3)以草籽岗隧道设计爆破方案并结合萨道夫斯基公式初步得到了各工况下既有高铁隧道衬砌振动速度最大值,并针对两种不利工况采用数值模拟,获得了衬砌的动态响应规律。当泊松比不变时,横、纵波传播速度值均随着E/ρ的增大而增大。初步计算结果表明既有高铁隧道衬砌振动速度最大值均在安全允许范围1cm/s内。数值模拟结果表明两种不利工况下既有高铁隧道衬砌最大振动速度均位于迎爆侧拱顶及拱腰之间,速度均在1cm/s以内。爆破荷载与装药密度为正相关关系,两种不利工况下分别可提高装药密度至1.3倍及1.1倍。图120幅,表36个,参考文献87篇

关键词：浅埋偏压进洞方案掌子面稳定性爆破施工邻近隧道监控量测

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深基坑开挖对邻近隧道力学效应影响规律研究

深基坑开挖对邻近隧道力学效应影响规律研究

作者：周鹏程吉林建筑大学

学位级别：硕士

进入21世纪以来,我国兴建了大量的地下基础设施,各种城市或山区隧道、管廊、基坑等地下设施如雨后春笋般出现,地下各种建构筑物为我们的生活带来了极大的方便,但由于某些工程在建设前由于前瞻性不足导致规划不合理也给城市发展带来了诸... 详细信息

进入21世纪以来,我国兴建了大量的地下基础设施,各种城市或山区隧道、管廊、基坑等地下设施如雨后春笋般出现,地下各种建构筑物为我们的生活带来了极大的方便,但由于某些工程在建设前由于前瞻性不足导致规划不合理也给城市发展带来了诸多不利影响。对于某些已经建成的地铁隧道线路,由于其前期规划不合理,后续极容易出现邻近位置进行深基坑开挖或其他地下工程邻近施工的情况,在已有隧道存在情况下如何减小基坑施工对其的影响仍是一个较大的难题,本文依托徐州市新城区金融聚居区2018-20地块项目基坑支护工程,在查阅大量文献资料的基础上,采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合的方法,对基坑开挖引起自身变形及邻近隧道力学响应进行了分析研究,主要成果如下:(1)揭示了深基坑施工过程中基坑围护结构的变形特征,分析了基坑开挖后基坑底部的变形特征对并周围土体的变形沉降曲线进行分析,阐明了造成既有隧道在运营过程中变形的的两大因素。(2)对现场监测数据进行收集并进行分析,发现基坑开挖完成后,围护结构的变形曲线为“悬臂型”曲线特征,与徐州地区地层结构特点相适应。随着基坑开挖的进行,周围地表的土体沉降数值逐渐增大,但同时其沉降速率逐渐减小。(3)采用FLAC3D建立数值分析模型,对基坑开挖后的自身变形、支护结构力学响应和邻近隧道的力学响应进行分析研究,发现采用数值模拟方法得出的基坑围护结构的变形曲线与实测数据的变形曲线一致,邻近隧道的变形特征也与理论分析一致。(4)研究了不同因素情况下基坑开挖对邻近隧道的影响规律,分别改变围护墙嵌固深度、隧道直径、基坑与隧道间距、隧道埋深,分析了隧道四处监测位置的水平变形、竖向变形和最大主应力的变化规律。

关键词：基坑邻近隧道数值模拟监控量测

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基坑群施工对邻近隧道影响与隧道保护

上海交通大学学报 2016年第5期50卷 803-809页

作者：章红兵范凡胡昊上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

通过对邻近隧道基坑群分布类型进行分类归纳,系统研究了不同分布类型基坑群施工对邻近隧道的影响,揭示了各影响因素的作用机制,并提出了相应的保护措施,可为邻近隧道基坑群施工和隧道保护提供理论支撑.根据基坑群与邻近隧道位置关系可... 详细信息

通过对邻近隧道基坑群分布类型进行分类归纳,系统研究了不同分布类型基坑群施工对邻近隧道的影响,揭示了各影响因素的作用机制,并提出了相应的保护措施,可为邻近隧道基坑群施工和隧道保护提供理论支撑.根据基坑群与邻近隧道位置关系可将基坑群分为单侧坑和双侧坑,根据基坑群单坑开挖深度和共墙情况可将基坑群分为邻近坑、贴靠坑和坑中坑,不同类型基坑对隧道的影响各不相同.基坑群施工对隧道的影响有"时空效应"、土压力多次卸荷、土体变形叠加效应、地下水影响等诸多方面.为控制基坑群施工对隧道的影响,可以在基坑群施工中采取合理分区分块、合理安排施工顺序,针对性调整围护结构刚度并采取适当加固,制定合适的降水方案和信息化施工等措施,以确保施工和隧道安全.最后结合上海龙华航空中心工程,采用数值分析和现场监测方法,阐述了基坑群施工中各影响因素的作用机制,并验证了各工程措施的有效性,可为预测、分析基坑群施工对邻近隧道影响,保护隧道结构提供参考.

关键词：基坑群邻近隧道时空效应叠加效应保护措施

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邻近隧道的岩质深基坑变形监测分析

工业建筑 2012年第7期42卷 95-99,90页

作者：姜兆华张永兴蔡宇商克俭重庆大学土木工程学院重庆400030 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400030 武汉工业学院多孔介质力学研究所武汉430023

以重庆某开挖深度近30 m、周围存在邻近隧道的岩质深基坑工程为例,介绍了支护桩加锚索、支护桩加分阶预留岩墙两种围护体系及基坑监测方案,并结合数值模拟对主要监测成果进行分析。分析结果表明:支护桩加分阶预留岩墙作为邻近隧道岩质... 详细信息

以重庆某开挖深度近30 m、周围存在邻近隧道的岩质深基坑工程为例,介绍了支护桩加锚索、支护桩加分阶预留岩墙两种围护体系及基坑监测方案,并结合数值模拟对主要监测成果进行分析。分析结果表明:支护桩加分阶预留岩墙作为邻近隧道岩质基坑围护体系非常有效,桩身变形主要集中于土层部分,对坡顶部位进行加固,可有效提高边坡整体稳定性;邻近隧道会改变周围地表最大沉降点位置,其位置与隧道拱顶相对应;由于受连续介质及隧道几何形态的影响,围岩会改变位移场传递的方向,隧道主要表现为横向变形。

关键词：邻近隧道岩质基坑分阶支护桩锚支护变形监测

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邻近隧道的岩质深基坑开挖影响研究

岩石力学与工程学报 2012年第A02期31卷 3520-3526页

作者：姜兆华张永兴蔡宇重庆大学土木工程学院重庆400030 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400030

目前基坑开挖对邻近隧道的影响研究主要集中于软土地层,在土岩组合地层当中研究较少。以重庆临江门开挖深度近30 m、邻近隧道的岩质深基坑工程为例,运用数值模拟方法与工程现场监测成果对基坑开挖所造成的影响进行分析研究。研究结果表... 详细信息

目前基坑开挖对邻近隧道的影响研究主要集中于软土地层,在土岩组合地层当中研究较少。以重庆临江门开挖深度近30 m、邻近隧道的岩质深基坑工程为例,运用数值模拟方法与工程现场监测成果对基坑开挖所造成的影响进行分析研究。研究结果表明:岩质基坑变形总体较小,支护桩加分阶预留岩墙作为围护体系比较有效,支护结构变形主要集中于土层部分;有邻近隧道时,拱圈所对应支护桩弯矩比无隧道时要大,直墙段所对应支护桩弯矩比无隧道时要小;由于受连续介质及隧道几何形态的影响,隧道会改变位移场传递的方向,并且竖直方向改变大于水平方向,隧道主要表现为横向变形。衬砌拱顶、左拱脚、左墙中的弯矩明显增加,隧道具有明显的偏压效应。

关键词：隧道工程邻近隧道岩质基坑数值模拟隧道监测变形监测

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基坑开挖对邻近隧道的影响分析

工程与建设 2023年第1期37卷 189-194页

作者：张洪威孟伟中铁上海设计院集团有限公司天津分院天津300000

以某邻近地铁隧道的大厦基坑为研究对象,简化动荷载在地铁隧道工程中的模拟方法,针对地铁列车荷载对于土体的刚度影响,提出改进的刚度衰减模型,并利用有限元软件建立数值模型研究了大厦基坑开挖对非运营期和运营期隧道的影响。研究表明... 详细信息

以某邻近地铁隧道的大厦基坑为研究对象,简化动荷载在地铁隧道工程中的模拟方法,针对地铁列车荷载对于土体的刚度影响,提出改进的刚度衰减模型,并利用有限元软件建立数值模型研究了大厦基坑开挖对非运营期和运营期隧道的影响。研究表明,改进的刚度衰减模型可以有效避免已有刚度衰减模型中当振动次数趋近于无穷时刚度趋近于0的不合理情况。基坑开挖对非运营期和运营期隧道的影响具有明显差异,模拟结果与数值现场监测点位移变化曲线的趋势基本吻合,其中运营期计算结果更为接近现场监测值,说明基于刚度衰减的运营期模型,能够用于预测基坑开挖对运营隧道的影响。阻隔桩在控制坑外既有隧道水平位移过程中表现出良好阻隔作用,且作用效果随桩长增加而加强,但进一步增加桩长时阻隔效果削弱,合理的桩长为14 m。

关键词：基坑开挖邻近隧道刚度衰减模型数值模拟