双线盾构隧道施工过程相互影响的数值研究

《地铁土压平衡盾构施工侧穿对邻近双建筑物影响规律的研究》篇一摘要：本文以地铁土压平衡盾构施工侧穿对邻近双建筑物的影响为研究对象，通过理论分析、数值模拟及现场监测等方法，系统研究了盾构施工对双建筑物的影响规律，为类似工程提供理论依据和实践指导。

一、引言随着城市轨道交通的快速发展，地铁工程建设日益增多。

土压平衡盾构法因其施工效率高、对周边环境影响小等优点，被广泛应用于地铁隧道施工中。

然而，盾构机在侧穿邻近双建筑物时，可能会对其产生一定的影响。

因此，研究盾构施工侧穿对邻近双建筑物的影响规律，对于保障建筑物的安全、优化施工方案具有重要意义。

二、研究方法与内容1. 理论分析通过分析土压平衡盾构施工的力学原理，探讨盾构施工对土体的扰动机制，以及这种扰动对邻近建筑物的可能影响。

同时，结合建筑物的结构特点，分析其抵抗扰动的能力。

2. 数值模拟利用有限元分析软件，建立盾构施工侧穿双建筑物的三维模型，模拟盾构施工过程，分析土体位移、应力变化及建筑物响应。

3. 现场监测在实际工程中进行现场监测，记录盾构施工过程中的土体位移、建筑物变形及内部结构应力变化等数据，与数值模拟结果进行对比验证。

三、盾构施工对双建筑物的影响规律1. 土体位移规律盾构施工引起的土体位移主要表现为隧道掘进方向的隆起和压缩。

对于邻近双建筑物，土体位移将导致建筑物的地基发生变形，可能引起建筑物的倾斜或裂缝。

2. 建筑物响应规律建筑物的响应包括结构变形和内部结构应力变化。

盾构施工引起的土体位移将导致建筑物产生微小变形，而内部结构应力变化可能影响建筑物的使用安全。

3. 影响因素分析影响盾构施工侧穿双建筑物的主要因素包括隧道埋深、土层性质、建筑物结构及基础类型等。

不同因素对建筑物的影响程度有所不同，需综合考虑。

四、结论与建议1. 结论通过理论分析、数值模拟及现场监测，得出盾构施工侧穿对邻近双建筑物的影响规律。

土体位移是影响建筑物安全的主要因素，而建筑物的结构特点和基础类型也对其抵抗扰动的能力产生影响。

盾构地铁隧道施工对近接桩基的影响摘要:本文针对某市地铁6号线P站-X站区间双线盾构隧道下穿既有博物馆建筑的情况，基于合理假定条件，采用数值分析方法模拟计算了新建隧道施工过程中盾构掘进对邻近建筑物桩基的影响。

关键词:盾构隧道;下穿;桩基础;数值计算;邻近施工近年来，我国城市地下轨道交通得到了快速发展，城市地铁隧道经常需要从既有建筑物附近穿过，其施工过程不可避免地会对邻近建筑物桩基产生影响，导致建筑物产生沉降或倾斜，影响使用安全。

隧道施工对邻近建筑物的影响分析是城市隧道工程领域中的一个重要课题。

Loganathan等通过离心试验得到了不同隧道埋深情况下隧道开挖对邻近桩基础的影响；任锐等研究了地铁盾构对高层建筑的影响，提出桩柱的连接处是高层建筑在盾构过程中的一个易损点；杨晓杰等、贺美德等、马少坤等分别使用有限差分法、有限元法和模型试验法对建筑物桩基受邻近隧道开挖的影响进行了研究。

1工程概况某市地铁6号线P站-X站区间双线隧道采用盾构法施工，盾构管片外径为6.00m，管片厚度为0.3m，单环管片宽度为1.50m，隧道顶最小埋深约18.8m，最大埋深约31.2m，左右线隧道轴线间距约14.6m。

隧道在某博物馆桩基础下方穿过，博物馆基础为预应力管桩基础，桩长15～20m，承台高1m。

博物馆下方隧道的中心埋深约27.5m，桩基与隧道管片最小净距约为2.37m。

2工程地质条件根据地铁区间下穿博物馆处最不利位置的钻孔柱状图，该处地质从地面往下依次为2.8m的素填土＜1－2＞，7.2m的淤泥质粉细砂＜2－2＞，1.0m的淤泥质土＜2－1B＞，1.9m的淤泥质粉细砂＜2－2＞，5.6m的强风化泥质粉砂岩＜7－3＞，8.5m的中风化泥质粉砂岩＜8－3＞，再往下为微风化泥质粉砂岩＜9－3＞。

盾构隧道洞身全部处于中风化及微风化泥质粉砂岩中，且洞身上方有8.5m的中风化泥质粉砂岩。

3三维数值分析模型的建立根据该博物馆管桩布置，盾构隧道施工参数和材料参数以及博物馆与盾构隧道的空间立体关系，运用有限元分析软件midas GTS建立三维有限元计算模型。

软土地层中双圆盾构掘进对周围土体扰动及隙水压力数值分析王开杨（中交第二公路工程有限公司，陕西西安 710000）［摘要］双圆盾构具有断面形式特殊、开挖面积相对较大的特点，其推进将引起较大的地层扰动，而过大的土体扰动往往引发一系列环境病害。

基于此，本文提出了软土地层中双圆盾构掘进对周围土体扰动的影响，同时对隙水压力的数值进行分析。

首先建立双圆盾构施工力学模型，模拟土体在施工过程中的扰动数据；其次将获取的参数以三维方式体现，应用算法进行解析；再对土体中的隙水压力峰值分布状态进行计算，推导影响变量；最后在实际工程中应用土体扰动因素的代入，验证土体扰动受隧道深度以及盾构设备半径等因素影响，并验证隙水的峰值变化与隧道中心线变化有关。

［关键词］土体扰动；隙水压力；盾构设备；地层损失［中图分类号］U455 ［文献标识码］A ［文章编号］1001-554X（2023）06-0120-06 Numerical analysis of disturbance of surrounding soil and gap water pressure causedby double circular shield excavation in soft soil strataWANG Kai-yang隧道建设工程有效提升了对空间的利用率，无论是在城市中的轨道交通还是跨山越岭引水工程，均需要应用盾构设备进行隧道挖掘。

由于我国地质情况复杂，所建设的隧道结构也因地而异，导致双圆盾构施工过程中容易对周边土体造成破坏性影响，或产生隙水压力异常等问题。

为了能够获取更有效稳定的双圆盾构技术，在实际工程中应用多种方法进行改善［1，2］。

双圆隧道（简称DOT）优化了断面形式，有效减小了断面面积，使地下资源得到了更合理利用，因而其在我国大中城市的地下轨道交通建设中被广泛使用。

与单圆隧道相比，双圆隧道可在较为狭小的地下空间穿越，减小对地面构筑物的影响，同时也可避免联络通道，规避施工风险。

盾构隧道下穿既有铁路路基及桥梁桩基施工过程影响研究摘要：随着社会不断的发展，人们对出行效率要求的不断提升，铁路基础工程的建设数目正在日益增加。

由于我国幅员辽阔，各地的地形地貌上也有很大的差距，在铁路架设过程中如果出现了山体，其中一个解决的办法就是进行隧道的挖掘和建设。

本文以北京地铁十号线为例，探讨了盾构隧道施工的过程中，铁路路基以及桥梁桩基受到的影响，并且陈述了相应的计算内容，提供了计算下穿模拟的思路。

关键词：盾构隧道；铁路路基；桥梁桩基；影响1、铁路路基以及桥梁桩基在盾构隧道施工的过程中受到的影响在盾构隧道进行施工的过程中，引发铁路和桥梁在结构上产生变形最主要的因素主要有：①因为开挖面在应力释放方面引发了相应的弹塑性变形，从而致使地层反力在大小以及分布方面的改变；②因为地下水位的变化导致覆土层固结并且沉降，让垂直方向上的土壤结构承受更大的压力；③因为正面土壤产生过大的压力而导致弹塑性变形，致使作用土承受的压力增加；④由于盾构推行是附近土壤受到影响而导致土壤结构上的变化，导致弹塑性的下降，致使土壤对桩基产生的反作用力在分布和大小上的变化。

因为以上这些外部条件产生了变化，导致地面路基以及桩体出现下沉或者倾斜等方面的改变。

实际的影响程度是由路基与桩基的结构和强度等内在特征所决定的。

而且在对附近项目施工产生的影响进行研究的时候，还应该考虑到盾构跟桩基距离、施工范围大小以及所在地点的地质结构和条件等。

因为产生影响的因素纷繁复杂，盾构推进导致的铁路路基和桥梁桩基结构上的变化务必要以理论计算作为基础。

而在工程施工中导致的土层沉降以及桩基变形都跟地质结构有比较大的关系，所以要结合地层结构的模型加以分析。

2、理论计算的具体内容和方法2.1计算的内容计算的主要内容有两个方面：①地铁十号线施工对京九铁路的路基在沉降方面产生的影响；②对京沪高铁和动车线路山桥梁结构在变形方面的影响。

2.2计算的方法采用ANSYS软件，并利用三维模式的地层结构的模型，研究盾构隧道在穿越时导致的铁路路基和桥梁桩基的形态变化。

城市地下空间盾构隧道穿越工程研究综述目录一、内容概览 (2)1. 研究背景与意义 (2)2. 国内外研究现状及发展趋势 (3)3. 研究内容与方法 (4)二、盾构隧道穿越工程基础理论 (6)1. 盾构隧道基本概念及分类 (8)2. 盾构隧道穿越工程原理 (9)3. 地下空间地质条件分析 (10)三、盾构隧道设计与施工技术 (11)1. 盾构隧道设计理论及方法 (13)1.1 设计原则及设计参数 (14)1.2 结构设计计算方法 (16)2. 盾构施工技术 (17)2.1 盾构施工流程 (19)2.2 关键施工技术研究 (20)四、盾构隧道施工环境问题研究 (21)1. 施工环境影响分析 (23)2. 环境问题产生机理 (24)3. 环境问题应对措施 (25)五、盾构隧道穿越复杂地质条件研究 (26)1. 复杂地质条件分类及特点 (27)2. 穿越复杂地质条件的技术方法 (28)3. 案例分析 (29)六、盾构隧道施工风险管理研究 (30)1. 风险管理流程及内容 (32)2. 风险评估方法 (33)3. 风险控制措施 (34)七、城市地下空间盾构隧道发展前景展望 (36)1. 技术发展趋向 (37)2. 智能化与信息化发展 (38)八、结论 (39)一、内容概览随着城市化进程的加速，城市地下空间的开发日益成为城市规划的重要组成部分。

盾构隧道作为城市地下空间开发的一种重要手段，其穿越工程在技术上和经济效益上都具有重要意义。

本文旨在对近年来城市地下空间盾构隧道穿越工程的研究进行综述，以期为相关领域的研究和实践提供参考。

本文首先介绍了盾构隧道的基本概念和特点，以及其在城市地下空间开发中的应用现状。

文章重点分析了盾构隧道穿越工程中的关键技术问题，包括盾构机选型与设计、盾构隧道结构设计与施工、盾构隧道穿越过程中的地质条件评价与处理等。

还对盾构隧道穿越工程的经济效益和社会影响进行了探讨。

通过对现有文献的分析和总结，本文指出了当前城市地下空间盾构隧道穿越工程研究中存在的主要问题和挑战，如缺乏系统性的理论支持、缺乏针对特定地层和环境的深入研究等。

盾构隧道施工中的土体位移监测与预测研究隧道工程作为一项重要的基础设施建设工程，在城市交通和地下交通系统中具有重要地位。

然而，隧道施工过程中土体的位移变形是一个常见的问题，可能会影响工程的施工安全和质量。

因此，对于盾构隧道施工中的土体位移进行全面的监测和预测研究具有非常重要的意义。

一、盾构隧道施工中的土体位移监测1.监测方法在盾构隧道施工中，我们可以利用多种方法来监测土体位移，包括但不限于以下几种：- 光纤传感监测技术：通过将光纤放置在土体内部，利用光纤传感器可以实时监测土体位移情况。

- GSM网络传感监测技术：通过在土体中铺设传感器，将数据通过GSM网络传输到监测中心，实现对土体位移的实时监测。

- 激光测距监测技术：通过激光测距仪对土体位移进行测量，实时监测土体位移情况。

2.监测点布置在盾构隧道施工中，合理布置监测点是保证土体位移监测准确性的关键。

一般来说，监测点应该均匀分布在隧道周围的土体中，以覆盖整个施工区域。

3.监测数据分析在盾构隧道施工过程中，各个监测点会采集到大量的位移数据。

我们可以通过对这些数据进行分析，找出位移的规律和趋势，并及时做出相应的调整和预警。

二、盾构隧道施工中的土体位移预测研究1.数学模型建立为了预测盾构隧道施工中土体的位移情况，可以基于数学模型进行研究和预测。

我们可以利用有限元法、数值模拟方法等建立土体位移的数学模型，并通过数值计算得到土体的位移情况。

2.参数优化在建立数学模型时，需要确定一些参数，如土体的弹性模量、泊松比等。

为了提高预测的准确性，需要进行参数的优化和校正，可以通过实际监测数据和试验结果进行比较，逐步调整参数。

3.模型验证建立数学模型后，需要进行模型的验证。

我们可以通过与实际施工过程中的位移数据进行对比，验证模型的准确性和可靠性。

如果发现模型预测与实际施工数据有较大差异，需重新调整模型参数或改进模型方法。

4.预测结果分析在盾构隧道施工中，预测的结果会给出土体位移的趋势和范围。

双线盾构施工对邻近桥梁桩基的影响研究周雪莲【摘要】结合上海轨交17号线朝阳河风井—漕盈路站盾构施工,对双线盾构隧道施工时近距离侧穿桥梁桩基的影响问题进行研究.主要采用三维数值分析的方法,研究隧道及桩基受力与变形的机理,分析研究水环境下盾构施工对邻近桩基的影响,提出了在不同施工工序下的结构变形和受力规律,以为类似设计与施工提供科学的理论依据及指导.【期刊名称】《建筑施工》【年(卷),期】2018(040)011【总页数】3页(P1877-1879)【关键词】双线盾构施工;穿越桩基;变形规律;数值分析【作者】周雪莲【作者单位】上海市基础工程集团有限公司上海 200002;上海城市非开挖建造工程技术研究中心上海 200002【正文语种】中文【中图分类】TU753本文针对双线盾构隧道施工近距离侧穿桥梁桩基的问题，采用三维数值分析的方法，研究隧道及桩基受力与变形的机理，重点分析水环境下盾构施工对邻近桩基的影响，为类似设计与施工提供参考。

1 工程概况上海轨交17号线朝阳河风井—漕盈路站盾构区间，途经正在运营的西大盈港桥，采用长7.6 m、直径6.74 m的土压平衡盾构施工，管片外径6.6 m、厚0.35 m，环宽1.2 m。

区间侧穿西大盈港桥桩基，与最近端群桩前排桩净距1.6 m，相应承台厚2.8 m，地面标高3.65 m，桥桩深度为64 m。

桩基距离隧道边线最近仅1.6 m（图1）。

图1 盾构穿越西大盈港桥示意本工程盾构隧道与西大盈港桥距离很近，盾构隧道施工会造成隧道周围土体变形，造成邻近桩基产生附加变形和附加应力[1-2]。

过大的附加变形和附加应力会导致桩基受损甚至断裂，由于西大盈港桥处于运营状态，发生桩基受损会产生严重后果。

因此，在工程施工前应用数值模拟手段计算盾构隧道开挖对桩基的影响，为工程中桩基的保护提供依据。

2 盾构穿越对桩基的影响2.1 模型概况及参数选取西大盈港桥与隧道位置错综复杂，且P5和P6桥墩为邻水面，模拟时考虑盾构各断面的影响进行分析。

山 西建筑SHANXI ARCHITECTURE第47卷第12期2 2 2 1年6月Vod 47 Nc. 12Jun. 2021• 127 •DOI ：12. 1372/j. cudt. 1029-0525.3021.12.447盾构施工对地表沉降影响数值模拟研究唐光生3田雪萍2(•中交第四公路工程局有限公司，北京100022； 2.长安大学，陕西西安712291)摘 要:为揭示盾构施工过程对地表沉降的影响，以某地铁东部市场至拱星墩区间盾构施工工程为背景，运用ABAQUS 对不同土质、土体相关参数、盾构推进进尺、上部结构刚度进行数值模拟分析，通过改变参数数值，研究地表沉降规律。

试验结果表明：不同土质的地表沉降曲线区别较大，其本质是各类土体相关参数的不同引起的地表沉降差异;地表竖向沉降值随着土体力学参数的增大而逐渐减小;随着盾构推进距离的增加地表竖向沉降值在增大，并且呈一定的线性关系;在沉降槽宽度系数以内，地表竖向沉 降值随着土体上部建筑物结构刚度的增大而逐渐减小;在沉降槽宽度系数以外的一定范围内，地表竖向沉降值随着土体上部建筑物结构刚度的增加而逐渐增加。

关键词:盾构施工,数值模拟,地表沉降,沉降槽宽度系数中图分类号:U455.43 文献标识码:A文章编号:1025-0522 (2021) 19-0197-040引言地铁隧道盾构法施工由于对周围岩土地层产生了扰动,使得隧道四周岩土体应力得到释放,从而导致土体发生 位移，引起地表沉降。

目前,对于盾构单线隧道施工情况 下，地表沉降规律、沉降槽的形式和地表沉降预测方法［2］,国内外许多研究者各自提出了相应的研究成果。

唐晓武 等⑻通过研究实际工程中的粉砂土层,分析盾构与土体之间相互作用引起的地表沉降特性，得出盾构施工中拱起的 产生与盾构机壳的摩擦直接相关，而地表沉降与盾尾空隙 相关。

魏纲妙3指出土体损失率与土质情况、施工质量和隧道埋深直接相关，建立了盾构法隧道统一土体移动模型， 并对盾构法隧道地面沉降槽宽度系数的取值进行了研究。