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专业知识分享版使命：加速中国职业化进程摘 要:针对某盾构隧道下穿既有地铁暗挖隧道的施工力学行为进行了三维有限元数值模拟分析。
研究结果表明: 在盾构推进至距既有隧道边缘3 m 前，隧道会发生隆起，且在此位置时隆起量最大，之后开始沉降，在盾构将要穿出既有隧道时，沉降增量最大; 隆起量随盾构推力和既有隧道刚度增大而增大，而沉降量与之相反; 盾构下穿时，既有隧道结构横截面上会产生扭转，扭转角的大小随盾构推力增大而增大，随既有隧道刚度增大而减小。
为确保下穿过程上方隧道的结构安全和列车的正常运行，在距既有隧道边缘 3 m 时采取措施控制盾构推力和提高既有隧道周围土体的强度非常有效。
关键词:隧道 盾构 下穿 数值模拟 竖向位移 横向扭转随着城市地下轨道交通的发展，下穿既有线路的情况时有发生。
由于新线穿越既有线不可避免地会引起既有隧道结构产生附加应力和沉降，而地铁运营又对既有线的轨道变形有非常严格的控制标准，依据《上海市地铁沿线建筑施工保护地铁技术管理暂行规定》，运营隧道结构水平和沉降最大位移应 ＜ 20 mm;根据《铁路线路维修规定》，轨道纵向每 10 m 的沉降差应 ＜ 4 mm 。
因此这类下穿工程对既有地铁的安全形成了严峻的考验。
分析盾构下穿既有隧道的力学行为是非常必要的。
姜忻良、赵志明等［1］用理论推导的方法，提出隧道开挖时，上覆土在不同深度处的沉降计算公式; 汪洋、何川等［2］利用模型试验和数值分析的方法，并考虑了隧道纵向和横向刚度的折减得到围岩、净距、推力对上覆隧道的位移和附加应力的分布规律; 文献［3-5］利用三维数值模拟的方法提出下穿盾构的推进与上方近接隧道结构位移的关系; 陈越峰、张庆贺等［6］通过数值模拟及实测数据的反馈，找出了上覆隧道的沉降规律; 张海波、殷宗泽等［7］运用三维数值模拟的方法得出上、下隧道间的距离和相对位置对彼此的影响。
本文以某盾构隧道下穿既有暗挖隧道工程为背景，采用有限元软件建立三维数值分析模型对盾构下穿既有隧道全过程进行动态模拟。
基于三维地质模型的TBM施工动态可视化仿真
钟登华;宋海良;王帅
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2008(20)20
【摘要】针对TBM施工涉及因素众多、地质条件复杂的特点,提出将三维地质建模技术引入施工仿真,对基于三维地质模型的长隧洞TBM施工进行动态可视化仿真研究。
构建了TBM施工区域三维地质模型;全面考虑地质因素的影响,按照不同岩性条件选取参数并建立仿真模型,进行隧洞TBM施工过程仿真分析;根据仿真成果将施工信息与三维动态面貌进行耦合,实现基于三维地质模型的TBM施工过程动态可视化。
实例分析表明,该方法改变了仿真结果传统的表现模式,为全面地掌握长隧洞TBM施工过程提供一种新的分析工具。
【总页数】6页(P5548-5552)
【作者】钟登华;宋海良;王帅
【作者单位】天津大学建筑工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.长河坝水电站施工总布置三维动态可视化仿真介绍
2.碾压混凝土坝施工三维动态可视化仿真系统研究
3.应用SURPAC实现矿床三维可视化地质模型动态更新
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TBM地铁施工下穿高速公路数值模拟分析摘要:为了研究TBM 法(Tunnel Boring Machine)地铁施工下穿高速公路对高速沉降变形的影响，以某TBM 法地铁施工实例，介绍了TBM 法隧道施工时应施加的荷载和施加的方法，并通过采用FLAC 有限差分软件，计算TBM 法地铁施工下穿对渝合高速公路沉降变形的影响程度，说明了采用FLAC 软件计算此类问题的可行性。
关键词: 地铁；TBM法；下穿；FLAC；沉降变形1 工程概述某地铁线采用TBM 法施工，在区间CK28 + 540—CK28 + 615 段下穿渝合高速公路，为了解TBM 法施工区间隧道对渝合高速公路的影响，取CK28 +580 处剖面进行计算，该处设计轨面高程为271. 98 m，隧道拱部结构外缘高程为277. 02 m，高速路面高程为289. 13 m，隧道结构与路面净距为12. 11 m。
剖面位置关系见图1。
2 计算模型及参数按岩土力学法计算，采用有限差分软件FLAC3D进行计算分析。
根据隧道影响的距离要求，同时尽可能减少计算单元，整个模型左右宽度取距离隧道约12m，总宽度为48 m，上侧取到地面，约为15 m，下侧取22 m，模型高度约为35 m。
沿区间隧道纵向，取比公路宽度稍大，即48 m。
整个模型采用实体单元建模，土层采用摩尔—库仑模型。
该模型目前在岩土工程中使用较多。
隧道结构采用弹性体模型，共划分50 240个实体单元，53 790个实体单元节点，如图2 所示。
计算中采用的地层及支护参数见表1、表2。
3 荷载及施工方法模拟3. 1 荷载隧道左线先于右线施工，由于初期支护稳定后才施工二次衬砌，因此，只考虑初期支护作用，TBM 施工每循环进尺为1. 5 m。
1) 路面荷载。
路面荷载按20 kPa 均布荷载计算。
2)TBM 掘进机刀盘挤压掌子面荷载。
因为刀盘刚度很大，其作用在掌子面上的推力可按均布荷载考虑，计算中取472. 4 kPa。
TBM开挖隧洞管片衬砌结构三维有限元分析及配筋计算作者：王小军来源：《南水北调与水利科技》2015年第03期摘要：研究在高内水压力下，TBM开挖隧洞中管片衬砌能否承担内水压力作用且结构强度满足设计要求的问题，主要针对管片衬砌结构接缝对衬砌整体应力的影响。
以某水电站长距离引水隧洞为例，采用有限元法建立三维模型，计算发现在内水压力作用下，管片分块衬砌受力规律不同于常规现浇混凝土衬砌，管片之间螺栓连接受力集中，接缝处产生了应力释放，使得管片其他部位应力降低，而且配筋量较同水头下整体现浇混凝土配筋量大大减少。
关键词：引水隧洞；管片衬砌；弹塑性模型；有限元中图分类号：TV332 文献标志码：A 文章编号：1672-1683（2015）03-0606-03Abstract：In this paper，the problems whether the segment lining of TBM excavation tunnel can sustain the internal pressure and structure strength can meet the design requirements under high internal water pressure were investigated，and the effects of segment lining structure joint on the overall stress of lining were analyzed.，Finite element method was used to develop the three-dimensional model of a long-distance tunnel at a hydropower station.The results showed that under the internal water pressure，the stress of block segment lining is different from that of conventional cast-concrete lining，stress is concentrated at the bolt connection of segment，stress releases at the seam to cause the decreasing stress in other parts of segment，and the reinforcement concrete volume is greatly reduced compared with that of the overall cast-in-place concrete.Key words：diversion tunnel；lining；elasto-plastic model；finite element[BT2+*4][STHZ]1 工程基本资料新疆某水电站发电引水隧洞采用有压方式向下游输水，输水隧洞长39.53 km，圆形断面，洞径5.2 m，设计输水流量51.5 m3/s。
安徽建筑中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1007-7359（2024）1-0157-03DOI:10.16330/ki.1007-7359.2024.1.0581引言随着城市地铁交通网络不断发展，下穿铁路、隧道、管线、建筑物等工程量显著增加。
若遇到上软下硬地层、软硬不均等复杂的地层情况，会使下穿工程施工变形控制难度加大，增加安全风险。
常用的下穿施工方法包括管幕法、浅埋暗挖法和盾构法等[1]。
浅埋暗挖法具有灵活多变等优点，在各种隧道工程和地层中得到了大量发展与应用[2]。
近年来，不少人员对浅埋暗挖法下穿施工开展了研究，刘露超[2]对合肥市某下穿既有线的浅埋暗挖地铁车站进行功法优选；简子健等[3]研究了管棚超前预支护下的浅埋暗挖法对地表沉降的影响；宗秋雷[4]研究了浅埋暗挖隧道下穿城市立交桩基托换技术。
本文分析了在上软下硬地层中某地铁隧道下穿铁路浅埋暗挖法施工技术，为类似工程提供参考。
2下穿铁路施工方案某地铁区间隧道在右线下穿铁路，拱顶距离路肩高度为11.4m 。
根据工程地质勘察报告，该场地地层主要为第四系全新统人工堆积层、粘土、砾质粘性土和强风化花岗岩。
该段地层的特点是上软下硬，既有软弱地层的不稳定性，又具有硬岩的强度，施工难度大，影响因素多[5]。
针对上软下硬地层，必须采用合理科学的施工方案及必要的辅助措施，为保证铁路在地铁施工期间的行驶安全。
根据浅埋暗挖法的施工经验，结合本工程的地质条件和地面环境等因素，决定采用留核心土正台阶法的施工方法，地铁隧道支护设计如图1所示。
为防止拱顶处强风化花岗岩坍塌和控制地表沉降，采用长管棚超前支护，管棚间加设小导管注浆预加固地层。
开挖尽量采用人工开挖，在下部地层中尽量采用机械开挖，必须采用爆破开挖时，采用微差松动爆破，控制爆破振动速度。
开挖后立即喷4cm 厚C20早强混凝土，临时封闭掌子面，必要时设置临时仰拱。
初期支护为Φ22格栅钢架，间距0.667m 一榀，格栅钢架立于微风化岩层上；边墙设置Φ22的砂浆锚杆，间距0.667m×0.800m ，梅花型布置，长度3.0m ；轨面线以上设Φ8单层钢筋网，间距0.2m×0.2m ；喷射C20早强混凝土，轨面线以上部分厚22cm ，轨面线以下部分厚5cm 。
第30卷,第6期 中国铁道科学Vol 130No 16 2009年11月 C HINA RA IL WA Y SCIENCENovember ,2009 文章编号:100124632(2009)0620054207盾构法隧道下穿既有结构三维数值模拟分析杨广武1,关 龙2,刘 军2,郑知斌3(1.北京交通大学,北京 100044; 2.北京市政集团,北京 100045; 3.北京市市政工程研究院,北京 100037) 摘 要:以北京地铁10号线9标段盾构法开挖隧道穿越城铁13号线芍药居车站工程为依托,采用三维有限差分软件FL AC 3D 对盾构施工过程进行数值模拟,分析盾构穿越既有结构时对其沉降的影响规律。
研究结果表明:既有线车站结构的沉降随地基变形模量的提高而减少,且沉降趋势逐渐变缓;既有结构最大沉降增大的速率比围岩荷载释放率增大的速度快;增大开挖面的控制压力,可有效减小既有结构的沉降,但过大的控制压力会使前方土体隆起,产生负地层损失,并且随着开挖面控制压力的提高,差异沉降明显增大。
通过施工参数的优化可以减小既有结构的沉降,达到保护既有结构的目的。
关键词:隧道;盾构法;既有结构;变形;数值模拟 中图分类号:U455143 文献标识码:A 收稿日期:2009205212;修订日期:2009209211 基金项目:北京市政总公司(集团)基金资助项目(科2J 206116) 作者简介:杨广武(1956年—),男,北京人,教授级高工,博士研究生。
随着城市轨道交通的不断发展,换乘节点不断增加,必然出现新建地铁隧道近距离穿越既有地铁隧道或车站的现象,即所谓的近接施工。
控制新建隧道穿越既有地铁隧道或车站所引起的变形,确保既有地铁隧道或车站的结构安全和新建隧道的顺利掘进,是地铁施工面临的重要课题。
土压平衡盾构施工较为突出的问题是盾构挤压推进对周围土体的扰动较大,合理设置和控制土压对于控制地表沉降至关重要[123]。
