盾构隧道穿越地下管线施工技术

结合上海地铁7号线东明路站～杨高南路站区间隧道穿越原水管工程实例,重点介绍了盾构地铁隧道穿越地下管线施工技术,并提出了各项保障措施。     

隧道开挖对既有管线沉降的影响

隧道施工使周边管线的附加应力及变形加大,严重影响管线安全,而管线监测通常落后于施工,只有正确地预估管线沉降和沉降规律才能保证施工安全。针对这一问题,采用ANSYS分析软件,考虑管土之间的相互作用,模拟隧道台阶法施工的实际过程,探讨隧道浅埋暗挖施工对管线的影响,分析其沉降规律,并与实测值对比,研究管线直径、埋深、材质、埋置年代等对其沉降的影响规律。研究结果表明:模拟值略小于实测值,但沉降规律一致,地下水的损失以及地面荷载都将加大管线沉降;管线的最大沉降与管线直径大致成正比关系;埋深对管线变形的影响较大,近地面处随埋深的加大管线沉降加大,靠近管线处随埋深的加大沉降减小;不同材质管线的沉降从大到小依次是PVC管、混凝土管、铸铁管、钢管;壁厚对管线的影响不大。     

基坑开挖对临近地下管线的影响分析

文章以合肥某地铁车站深基坑为工程背景,依据岩土工程地质勘查资料,运用有限差分软件FLAC进行数值分析,结合基坑围护结构-土体-管线三者为一体的统一体系,研究了基坑开挖对临近地下管线变形和受力性状的影响.结果表明,管线的最大水平与竖向位移均发生在基坑中部,且水平位移受基坑开挖的影响较大;沿轴向方向上管线内侧的弯矩从端头到坑角先增大后减小,并在坑角处达到最小值,进入基坑开挖范围之后管线的最大正弯矩发生在距坑角12 m处横截面的内侧.     

常州区域地铁施工对地下管线安全性影响的评定方法

目前中国范围内都在大力推进城市地铁项目的建设,地铁建设的施工中不可避免的会对周围的地下管线产生扰动。地下管线变形主要是管土相互作用的结果,当管线所处的周围土层出现扰动,尤其产生不均匀沉降时,管线由于刚度远远高于周围土层,管线与土层的变形不相协调,应力应变就随之而产生。因此,管线的变形与管线周围土层的扰动情况有着密不可分的关系。结合常州区域管线的具体情况,确定出安全性判定标准,提出地下管线安全性评定简化计算方法,并结合实际案例对常州地铁1号线施工影响下的管线进行安全性分析。     

管线渗漏对地铁盾构影响的模型试验研究

文章采用室内模型试验,研究了地铁盾构施工中管线渗漏对管线、地层和隧道管片造成的影响,分析盾构施工与管线渗漏作用下的地表沉降和隧道管片内力变化规律。结果表明:地下管线渗漏的存在对隧道周围砂土的应力场和位移场有着较明显的影响,管线沉降增大了28.78%;管线渗漏的水体对砂土的渗透力作用,导致局部土体沉降增加,在管-土相互作用下,管线最终沉降值为0.840 mm,因渗漏造成的管线沉降占总沉降的24.76%;在隧道开挖过程中,隧道顶部始终受上部土体压力作用,并逐渐增大;管线发生渗漏,地表沉降变大,造成隧道管片承受的应力也随之增大,增幅为30%左右。     

地下连续墙深基坑开挖与纵向地下管线保护

首次采用空间８节点非协调等参元方法，研究地下连续墙深基坑开挖过程中土体沉降沿基坑纵向的分布规律，并与上海地铁一号线徐家汇地铁车站的实测结果比较。引进了沉降传递系数的概念。据此可根据地表沉降值估算地下管线变形值，以保护沿基坑纵向的地下管线安全，所得结论可供工程技术人员参考。     

盾构隧道开挖引起既有管线的竖向变形研究

建立了基于双参数Pasternak地基模型的管线竖向变形计算方法,第一阶段采用Loganathan和Poulos提出的解析方法计算盾构隧道开挖引起的既有管线轴线位置处的土体自由位移场;第二阶段将既有管线视为Pasternak弹性地基上的无限长梁,将土体自由位移施加于管线,推导并求解了管线的平衡微分方程,得到了管线竖向位移和内力的表达式.进一步推导并求解了考虑侧向土体作用时的管线平衡微分方程,得到了更符合实际的管线变形.基于简化弹性空间法获得的地基参数,将Pasternak地基和Winkler地基的解析计算结果与数值计算结果以及工程实例监测数据进行对比验证,证明了Pasternak地基模型的优越性和本文计算方法的有效性.     

非开挖管线铺设工程中的地下管线探测作业略谈

介绍了非开挖管线铺设工程施工前对已有地下管线探测的作业方法和作业过程,通过质量控制得到合格的地下管线探测成果资料,为施工方提供施工依据。     

基坑开挖对下方既有盾构隧道影响的数值分析

以杭州某基坑工程实例为背景,采用MIDAS/GTS有限元软件建立了三维基坑模型,研究了基坑开挖对下卧盾构隧道变形的影响以及不同加固控制措施的效果.研究结果表明:基坑开挖会引起下方隧道和基坑封底的隆起变形,封底浇筑完成后隧道隆起达到最大值(4.88mm),与实测数据4.9mm相符;在加固控制措施由简单到严格的工况下,隧道和基坑封底的隆起值呈递减趋势,表明各工况下的加固控制措施均有一定效果,其中坑外加固和坑底堆载对降低隧道隆起效果明显,钢支撑和坑底加固对降低封底隆起效果明显.     

刘桥一矿地应力现场实测及反演分析

为了分析刘桥一矿深部水平的地应力分布情况,采用套孔应力解除法和改进型空心包体应变计测量技术,对刘桥一矿6采区地应力进行了现场测试。在测试结果的基础上,运用FLAC3D计算软件对该区域的应力场进行了反演计算,最后综合二者结果得出了该区域的地应力分布规律。为该采区的巷道布置和巷道支护提供了有益的参考依据。     

基坑支护有限差分数值模拟分析

结合郑州某基坑支护实例,运用FLAC3D程序对该工程的基坑开挖过程进行模拟.建立了三维数值模型,对基坑支护的全过程进行了分步模拟.模拟结果表明,开挖支护后基坑从整体上是稳定的,与施工结果基本相符.     

FLAC~（3D）在红粘土深基坑中的应用

采用锚杆（索）墙对基坑边坡进行支护,可以有效地抑制基坑裂隙的扩展和发展,阻止基坑的侧向变形。利用FLAC3D的基本原理,对贵阳市某基坑的锚固设计进行模拟和分析,用模拟所得的计算结果与实际施工后基坑的进行比较,结果表明：使用FLAC3D软件对深基坑边坡进行稳定性分析是可行的,因此可以应用数值模拟方法提前对基坑施工过程进行仿真模拟,预测变形的发展变化,发现工程中薄弱部位,以指导设计及施工中采取进一步有效措施。     

500kV地下变电站基坑围护结构抗震影响因素

以上海世博会500 kV地下变电站基坑围护结构为例,运用三维快速拉格朗日程序FLAC3D进行建模计算,研究了一些对基坑围护结构以及周围土体抗震稳定性有较大影响的因素:基坑周围土体性质、围护结构材料性质、地震波的峰值加速度以及地震波的卓越频率。结果表明:基坑的振动变形受周围土体的约束,土体的性质越好,约束作用越明显,振动变形越小;基坑的存在对周围土体的震动特性影响也很小。基坑围护结构的强度对基坑整体振动变形有影响,但是影响作用不明显;围护结构内力值随围护结构材料强度增大而增大,抵抗破坏的能力同样也随之增强。同一地震波若放大其峰值加速度,则使其能量放大,基坑的振动变形也随之变大,然而其内力值变化不明显。基坑在周围土体的约束下,没有表现出相应的自振特性。所得出的结论可以为类似圆形深基坑抗震设计提供参考。     

基于FLAC~(3D)的大伙房水库引水隧洞围岩变形分析

圆形洞室开挖后,使原来处于挤压状态的围岩失去支撑而向洞内松动变形;如果这种变形超过了围岩本身所能承受的能力,则围岩就要发生破坏。本文应用FLAC3D数值模拟软件对15+800～15+900段隧洞围岩的变形进行了分析和评价。结果表明,地下洞室开挖穿过断层带时,围岩的塑性区域会增大;围岩在同一开挖方式下,破碎带及其周围围岩变形规律基本相同,但位移值差异较大。     

基于FLAC3D的移动荷载作用下基坑结构响应的分析

文章分析了深基坑支护结构在移动荷载作用下的动力响应问题,建立了相应的有限元实体模型,通过FLAC3D软件进行动力响应分析,并讨论了深基坑结构在不同移动荷载速度作用下的位移和应力变化;计算结果表明,速度大小对深基坑支护结构的动力位移和内力响应有较大影响,并为此类结构的设计提供参考依据.     

软基中桥头路基对邻近桥桩的影响分析

软土地基中桥头路基填土造成了软土层不断被压缩和被侧向挤出,对邻近桥桩产生侧向压力,并导致桩身挠曲,使之成为被动桩。在各国学者的研究成果基础上,建立FLAC3D数值模型,进行被动桩与土体相互作用分析,从桥头路基的填筑高度、速率、软土层的压缩模量以及路基距离等因素对邻近桥桩力学性状进行探讨,得出了路基填筑对邻近桥桩桩身位移、弯矩和桩侧反力的变化规律,并提出了有效的处理措施。得出的结论和规律对施工方案的确定和预测施工过程中出现的问题,具有一定的指导作用。     

互层状岩体的粘弹性流变模型及数值分析

以绿片岩和大理岩互层的层状岩体为研究对象,分别建立单轴轴向压缩荷载垂直和平行于层理时的两种互层状岩体粘弹性流变模型,采用有限差分程序FLAC3D对互层状岩体进行了单轴压缩蠕变试验的数值分析,将轴向应变的数值解与理论解进行对比,验证这两种模型的正确性.在数值分析中考虑大理岩夹层的体积分数、深度、条数和间距等对数值计算结果的影响.研究结果表明,轴向应变的数值解与理论解比较接近,说明提出的两种互层状岩体粘弹性流变模型是正确的.当进行单轴压缩蠕变试验的数值分析时,轴向应变理论解与数值解的误差随着大理岩夹层的深度、条数和间距等的改变呈规律性的增加或者减小.     

高烈度地震区双线公路隧道地震动力响应分析

结合具体工程,从土-结构相互作用模型出发,利用粘性边界条件,采用时程分析法,对高烈度地震区双线公路隧道衬砌在地震作用下的反应进行数值模拟,并对模拟结果进行分析讨论,得出了高烈度地震区公路隧道地震动力响应的一般规律及隧道衬砌抗震的薄弱环节,并提出了相应的建议.     

基坑开挖降水的三维流-固耦合分析

简要介绍了FLAC3D分析流-固耦合问题的模型特性和基本理论。建立基坑开挖模型,将基坑分步开挖降水划分为三个阶段,运用数值模拟软件FLAC3D对基坑模型的开挖降水过程进行三维流-固耦合计算。分析并得到了基坑开挖过程中孔隙水压力的变化规律、稳定流状态下的渗流场速度特征以及降水分析过程中地面沉降量和基坑底部隆起量的变化规律,并分析讨论了孔隙水压力与土体变形的相互作用,这些结论对工程设计和施工具有一定的参考价值。