小净距上下重叠盾构隧道施工扰动数值分析
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土压盾构在复合地层、小半径、小净距、长距离的重叠隧道掘进技术总结罗亚约摘要:小半径小净距长距离重叠隧道施工具有较大的安全风险,掘进过程中对周边土体产生剧烈扰动,重叠隧道间的相互影响较大,在施工过程中如控制不当,容易发生安全事故并造成重大的经济损失。
结合南宁轨道1线火车站站—朝阳广场站区间、朝阳广场站—新民路站区间上下重叠隧道施工的成功案例,从重叠隧道间相互影响的保护措施、严格控制掘进参数、盾构姿态调整、加强同步注浆及二次注浆等方面介绍了小半径小净距长距离重叠隧道盾构施工的关键技术,对同类工程施工具有借鉴意义。
关键词:重叠隧道;小净距隧道;支撑台车;上行隧道;下行隧道;施工顺序;雷达扫描1 工程概况1.1工程概况南宁轨道1号线土建施工11标盾构部分包含四区间,即1号线的[火车站站~朝阳广场站]区间(简称火朝区间)和[朝阳广场站~新民路站]区间(简称朝新区间)、2号线[体育馆站~朝阳广场站]区间(简称体朝区间)和[朝阳广场站~火车站站]区间(简称朝火区间)。
从火车站站出发1、2号线四线平行,到达朝阳广场站北端后1、2号线左右线两两重叠,从朝阳广场站南端出发左右线由上下重叠逐渐过渡到双线并行,然后1号线并行到达新民路站,2号线并行到达体育馆站。
(线路平面布置图见图1)图1 线路平面布置图朝新区间左右线均从新民路站西端始发,沿民族大道向西北行进,右转下穿万达购物广场A座后进入朝阳路,最后到达朝阳广场站。
本区间左线长度为575.191m,右线长度为627.098m,左右线分别由两段直线和一段曲线构成,最小曲线半径为R350m,线间距为0m~13.5m。
从朝阳广场站至新民路站左右线由上下重叠逐渐过渡到双线并行,重叠段总长为325米,最小间距为2m。
左线为单向坡,左线最大坡度为23.94‰,右线为人字坡,右线最大坡度为25‰。
右线隧道埋深约10.6~16.5m,左线隧道埋深11.6~24.5m。
(朝新区间重叠隧道平面示意图见图2)火朝区间左线长度646.614m,右线长度646.766m,区间隧道在朝阳桥北端开始进入重叠段,和朝阳站北端区段具有较长的重叠,在朝阳溪附近,一号线右线上跨二号线左右线,上骑至一号线左线,形成斜交隧道。
小净距隧道先后行洞相互影响的数值分析摘要:小净距隧道作为分岔隧道的其中一段,结构受力复杂,施工难度较大。
现以某铁路隧道为依据,针对埋深大,地质状况复杂的小净距隧道,利用有限元模拟分析当隧道净距改变时先后行洞之间的影响,分析包括围岩塑性区,衬砌位移和应力。
计算模型为二维平面模型,通过应力释放的方法模拟隧道三维应力问题。
本构模型基于Drucker-Prager屈服准则,研究结果表明:隧道净距增大,后行洞对先行洞衬砌和围岩的影响逐渐减小,当隧道净距达到2.5倍~3.0倍的隧道开挖宽度时,先后行洞之间的影响可以忽略不计。
关键词:小净距隧道;先后行洞;塑性区1 引言小净距隧道是一种上下行双洞洞壁净距较小,不能按独立双洞考虑的隧道结构[1],先行洞的开挖会影响后行洞围岩的应力以及应变。
小净距隧道多出现在分岔隧道中,其连接隧道分离段和连拱段,结构受力复杂,工序转换频繁,设计、施工的综合难度较大。
国内很多学者采用理论分析、数值模拟以及现场监测的方法研究小净距隧道的力学特性。
龚建伍等[2]提出了浅埋小净距隧道考虑双洞先后施工过程的围岩压力分析模型和计算方法;杨建平等[3]结合漆树槽分岔隧道,通过数值模拟分析不同荷载释放比例对隧道围岩稳定性的影响;姚勇等[4]以紫坪埔隧道为背景,对该隧道小净距段进行衬砌内力、围岩压力、位移及地表沉降等项目展开监测工作。
本文以铁路隧道为依托,拟通过数值模拟,研究小间距隧道的受力特点,侧重于定性规律的分析与研究。
从而为小间距隧道的设计和施工提供科学依据和参考。
2 工程概况隧道左线全长14069m,分修段右线全长3412.41m。
隧道设计轨面高程为733.927~980.048;线路纵坡为17.8‰及6‰的单面上坡;最大埋深约680m。
隧道处于龙门山山脉,属中低山构造侵蚀地貌。
隧道穿越地层主要为中生代和古生代(T~D)沉积岩,可溶岩段落约9.5km(T2j+l、P2、P1、C1zn、D3tn、D2gn),非可溶岩段落约为3.57km(T3x,T1f+t),岩溶弱~中等发育,局部强烈发育。
教导处小学教师“师徒结对”活动方案教导处小学教师“师徒结对”活动方案一、活动目的:通过“师徒结对”活动,旨在促进教师的互相学习、交流和提升,提高教师教育教学能力,加强师德师风建设,进一步创建良好的校园文化氛围,为学生营造更好的学习环境和氛围。
二、活动时间:本次“师徒结对”活动将于新学期开学后的第一个月开始,活动时间为三个月,即2019年9月至12月。
三、活动安排:1、定期组织师徒双方开展教学交流活动。
指导组织师徒在教学实践中互相探讨交流,共同提高教学能力和水平。
2、制定教学方案,进行教学合作。
帮助新教师制定课程计划,改进教学方法,提升教学能力,达到提高学生学习成绩的目的。
3、开展课后指导活动。
辅导新教师备课,做好教案的撰写和讲解工作,并对新教师在教学中遇到的问题进行答疑解惑。
4、指导新教师进行教学反思。
及时听取新教师对课堂教学的反馈,帮助他们发现教学中存在问题,提高教学水平。
5、定期开展教育教学研讨活动。
组织教师进行主题教育研讨活动,促进教学方法的交流和提升。
四、师徒配对原则:1、新教师和有教学经验的老教师进行配对,要求新教师和老教师所教的学科或者专业相同或者相似。
2、老教师需具有良好的师德师风,个人思想成熟稳重,学识渊博,教学水平高。
3、为确保活动效果,师徒之间应保持一定的人数比例,即一个老教师指导一到两名新教师。
五、活动评价:为了确保“师徒结对”活动能够取得预期效果,我们将从以下几个方面进行评价:1、师徒双方的交流情况和教学能力提升情况。
2、教育教学成果的提高情况。
3、老师对“师徒结对”活动的评价。
六、注意事项:1、活动过程中,师徒之间需保持严格的守时守纪,如有严重违规行为,将视情节予以处理。
2、每位老师需定期记录师徒交流情况和学习成果,定期上交教导处。
3、定期组织老师进行交流和评估活动,确保活动落到实处。
四、结果预期:“师徒结对”活动将帮助新教师逐渐适应校园文化,加强师德师风建设,不断提高教学水平和教育教学质量,为学生创造良好的学习氛围和环境。
小净距隧道隧道振动数值模拟研究摘要:本文根据现场施工经验,分析了爆破震动对既有洞室的影响因素,并应用动态有限元程序,建立了简化模型,模拟研究了洞室的应力场和速度场特点,并结合现场测试数据,对结果进行了比较验证。
关键词:小净距隧道既有洞室数值模拟地下工程1、引言随着我国交通业的快速发展,大量高速公路隧道需要扩建,一些分离式隧道在扩建时需扩建成四线隧道。
由于受地形和环境等因素的影响,扩建隧道与既有隧道的净间距较小,在采用钻爆法施工时,新建隧道爆破可能引起临近既有隧道围岩和衬砌的损伤。
因此,爆破开挖震动对既有洞室的影响也成为一个倍受注目的课题[1-6]。
为了模拟泉厦高速公路扩建工程中苏厝、山头等隧道爆破施工对相邻既有隧道的影响,本文基于动态有限元程序,采用空间三维模型,8节点SOLID-164的实体单元,来模拟新建隧道对临近既有隧道的影响(见图1)。
图1 数值模拟三维图2、计算参数的选取炸药在介质中的爆炸是一个动力学问题,其解法往往求助于数值分析方法。
与有限差分法相比,有限元法最明显的优点是离散网格的划分比较灵活,并可采用不同类型的单元。
爆破振动模拟属于高应变率或涉及应力波传播问题的计算,因此采用二维非线性显式有限元程序进行模拟。
程序是以Lagrange算法为主,兼有ALE和Euler算法。
隧道埋深30m,模型取70×120m;隧道断面为马蹄形,跨度为11.73m,对模型进行空间离散划分,共得到236160个单元。
对炸药单元赋予JWL状态方程,并选用ALE算法。
岩石采用粘弹性材料MAT_VISCOELASTIC,以模拟地震波传播过程中岩石的粘性对地震波的衰减作用。
其默认的屈服准则是MISES屈服准则,岩石采用Lagrange算法,参数见表1。
表1 材料参数表高能炸药材料岩石介质密度1310 kg/m3 密度2640 kg/m3爆速5500 m/s 弹模15 GPaA 214.4 GPa 泊松比0.23B 0.182 GPa 屈服应力0.6 MPaR1 4.2 剪切模量12 GPaR2 0.9 衰减系数0.5PCJ 3.61 GPaE0 4.192 GPa3、边界条件及时间步长计算模型的界面影响是爆破地震波数值模拟中很重要的部分。
复杂环境下大坡度、长距离、小净距重叠隧道盾构掘进关键技术研究近年来,随着城市流动人口的增多和路面交通压力的持续增大,我国大部分省会城市和一线城市开展了如火如荼的地铁建设。
但由于我国城市地铁建设起步较晚,地铁规划落后于城市建设,修建地铁时,受场地条件和已有地下建(构)筑物的影响,地铁线路往往出现交叉重叠走线的情况。
如我国深圳地铁一期罗~国~老~大区间,广州地铁5号线沙~凤区间,上海明珠线近距离交叠隧道等。
地铁线路出现交叉重叠时,由于线间距较小,双洞施工将对地层造成二次扰动,后建隧道由于开挖卸荷作用会使先建隧道衬砌产生附加应力,如果施工控制不当,极易引发地表沉降塌陷,管片开裂漏水等工程事故。
本文以昆明市轨道交通市政通道配套土建施工项目I期工程昆明火车站站~环城南路站区间重叠隧道施工为背景,探讨大坡度、长距离、小净距重叠隧道施工控制问题,主要研究内容如下:(1)调研现有的重叠隧道工程实例,以及相关研究成果,并结合昆~环区间施工特点,对本区间重叠隧道施工重难点进行分析。
借鉴昆明地铁其余区间类似地层条件下的施工经验,确定本区间地层施工的多个方案,包括地层加固方案,刀盘改造方案,始发竖井加固方案,盾构始发与接收方案等。
(2)采用理论分析和数值计算相结合的方法,研究区间重叠隧道施工的影响范围。
通过数值计算模拟盾构施工过程,评价盾构施工对环境的影响,主要包括地层位移,建筑物沉降,洞周收敛等;通过模拟后建隧道施工对先建隧道及地层位移的影响,确定地下管线等的监控量测标准,探明重叠隧道施工工程中潜在的施工风险并提出相应的处置措施。
(3)根据数值计算结果,结合昆明地铁其他区间施工经验,确定地层加固方法,提出沉降监控标准。
现场掘进后,通过分析地表沉降,洞周收敛等监测数据,验证本区间所采取的辅助施工措施的合理性,进而总结出适合于小净距重叠隧道施工的控制技术。
小间距隧道施工动态监测与数值模拟分析摘要:由于新建和既有隧道之间距离较近,在施工过程中,产生互相干扰,造成既有隧道的结构变形与内力大小改变,进而影响既有隧道的安全性。
关键词:小间距;隧道施工;监测;数值模拟分析;随着我国城镇化进程加快,带动地下工程基础设施建设投资增多,地下市政道路、地下轨道交通等工程设施大量建设,难免会产生新建隧道与既有隧道近距离施工,由于新建和既有隧道之间距离较近,在施工过程中,产生互相干扰,造成既有隧道的结构变形与内力大小改变,进而影响既有隧道的安全性。
近年来,有关新建隧道与既有隧道近接施工对既有隧道产生影响的研究较多,大部分是对新建隧道与既有隧道之间以平行或下穿方式的研究,而对新建隧道以不同角度上跨既有隧道的施工影响研究较少。
一、现场监测分析1.地表沉降监测分析。
为更好地反映相邻基坑地表沉降情况,选择CJ4,CJ12,CJ16,CJ22监测点分析,CJ4沉降观测点位于左分离基坑外侧、CJ12沉降观测点位于左分离基坑内侧、CJ16沉降观测点位于主线基坑内侧、CJ22沉降观测点位于主线基坑外侧,各监测点数据沉降曲线没有明显的陡降段,显示各施工工况地表一直在缓慢沉降,直至底板施工渐趋平稳。
还可看出,两相邻基坑内侧监测点CJ12,CJ16沉降值较小,其最终沉降量CJ12为10.4mm,CJ16为12.9mm;而外侧监测点CJ4,CJ22沉降值较大,其最终沉降量CJ4为20.5mm,CJ22为25.4mm,可解释为中间土条受相邻两基坑同时开挖的影响,地表沉降有所减少。
2.立柱沉降监测分析。
选取桩号K8+250的主线基坑立柱CJ54及左分离基坑立柱CJ62监测数据进行分析,可以看出,整体上CJ54,CJ62监测点数据曲线基本上可划分为5个阶段,分别对应前述施工工况。
(1)阶段1主线基坑立柱快速隆起,而左分离基坑则缓慢下沉,这是因为主线基坑第1层土方率先开挖,主线基坑坑侧土体向坑内位移。
深圳地铁小净距盾构重叠隧道施工工序及加固方案崔光耀;倪嵩陟;伍修刚;周济民;王明年【摘要】深圳地铁3号线红岭中路站—老街站区间设计为盾构重叠隧道.2条线净距小、夹土层受扰动较大.本文对该区间隧道的施工工序和加固方案进行了有限元数值模拟和对比分析.结果表明:采用“先下后上”工序略优于“先上后下”工序,为减少对夹土层和围岩的扰动建议采用“先下后上”工序施工;夹土层宜采用钢花管注浆加固;上隧道开挖期间下隧道加固采用液压轮式台车方案略优于十字钢支撑方案,在预算允许的条件下建议下隧道加固采用液压轮式台车方案.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】5页(P66-70)【关键词】小净距;盾构重叠隧道;施工工序;加固方案【作者】崔光耀;倪嵩陟;伍修刚;周济民;王明年【作者单位】北方工业大学土木工程学院,北京100144;北方工业大学土木工程学院,北京100144;北方工业大学土木工程学院,北京100144;北京市市政工程设计研究总院有限公司,北京100082;西南交通大学土木工程学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】U455.4红(岭中路站)—老(街站)区间隧道采用土压平衡盾构施工,为两条分修的单线隧道,盾构机直径为5.4 m,管片宽为1.5 m,错缝拼接。
为满足老街站重叠段车站建设要求,区间隧道从红岭中路站先以线间距14.0 m出发,通过多次曲线调整,逐渐过渡到上下重叠。
老街站西侧(ZCK7+870—ZCK7+924)上下重叠段最小净距为1.6 m,上线隧道拱顶最小埋深约为9.6 m。
红老区间隧道位置示意如图1。
2.1 计算模型以老街站西侧上下重叠段为研究背景,建立计算模型。
隧道位于模型中部,上下及左右边界距隧道均为40 m,纵向长度取54 m,上下重叠隧道净距为1.6 m。
围岩采用实体单元,管片采用壳单元模拟。
2.2 计算工况对“先上后下”和“先下后上”2种工序进行模拟计算,施工步骤及内容见表1。