盾构隧道近距离侧穿高层建筑的影响研究_贺美德
- 格式:pdf
- 大小:950.50 KB
- 文档页数:6
第25卷增刊 岩 土 力 学 Vol.25 Supp. 2004年9月 Rock and Soil Mechanics Sep. 2004 收稿日期:2004-07-20作者简介:徐前卫,男,1973年出生,同济大学结构工程专业博士研究生,主要从事地下结构的理论与技术研究。
文章编号:1000-7598-(2004)增刊-0095-04盾构近距离穿越已建隧道的施工影响分析徐前卫1,尤春安2,李大勇2(1.同济大学 地下建筑与工程系,上海 200092 2.山东科技大学 土木建筑学院,山东 泰安 271019)摘 要:随着城市地铁的持续建设,近接既有地下建筑进行施工的工程大量涌现。
由于受地质条件和施工工艺的限制,盾构推进难免会对邻近建(构)筑物产生扰动,由此引发一系列的环境病害。
针对过黄浦江行人观光隧道从上部穿越刚刚建成的上海地铁2号线越江区间隧道,建立了三维有限元计算模型,研究了由于盾构推进而引起的地层扰动变形的规律性,并对已建隧道产生的施工影响进行了分析,并给出了相关的结论。
关 键 词:盾构;隧道;施工影响;有限元中图分类号:O 242.21 U 456.1 文献标识码:AAnalysis of construction influence of shield tunnelmachine passing over old nearby tunnelsXU Qian-wei 1, YOU Chun-an 2, LI Da-yong 1(1.Department of Geotechnical engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China;2.College of Civil Engineering and Architecture, Shandong University of Science and Technology, Tai’an 271019, China )Abstract: With the construction of metro lines in cities, there are more and more cases of shield tunnel machine passing through old nearby buildings. Due to the constraints of geological conditions and construction techniques, the advance of shield tunnel machine will cause disturbance to these buildings, bringing series of environmental calamities. A sightseeing tunnel will pass over old nearby Metro line No.2 under Huangpujiang River. The 3D numerical model for this case is established. According to the calculation result, the law of stratum movement and influence of the construction on the below old nearby Metro line are analyzed. At the same time, some useful conclusions are drawn.Key words: shield tunnel machine; tunnel; construction influence; FEM1 引 言随着城市地铁的持续建设,地铁网络的不断完善,城市地下空间开发利用的规模也不断扩大,而近接既有地下建(构)筑物进行施工的工程大量涌现。
地铁盾构区间临近市政桥梁施工安全影响分析发布时间:2021-09-10T07:30:11.932Z 来源:《城镇建设》2021年第12期第4月作者:王梓晗[导读] 地铁盾构区间近距离穿越运营的市政桥梁施工风险极高,为确保施工安全,以沈阳地铁某盾构区王梓晗沈阳地铁集团有限公司,辽宁沈阳 110011摘要地铁盾构区间近距离穿越运营的市政桥梁施工风险极高,为确保施工安全,以沈阳地铁某盾构区间穿越市政桥梁为例,通过理论分析和三维有限元模拟计算,对盾构区间临近市政桥梁施工安全进行分析,预测了隧道开挖过程中结构的变形趋势,结果表明在采用全断面洞内径向深孔注浆加固措施后,盾构隧道穿越过程中,地表最大沉降为5.92mm,桥梁墩台的最大竖向沉降为5.82mm,倾斜率为0.17‰,均满足变形控制指标的要求。
关键词盾构区间市政桥梁安全风险沉降倾斜率0 引言近年来,随着城市化进程的加快和国民经济水平的提高,城市人口规模越来越大,城镇基础设施建设得到了迅猛发展,这对公共交通的发展提出了更高的要求。
而为了缓解公共交通压力,最大化节约地面土地资源,充分利用地下空间,城市轨道交通得到了快速发展。
在城市轨道交通建设过程中,区间隧道通常会穿越市政道路桥梁等敏感建筑物,施工过程中对既有桥梁结构的安全运营带来了极大的安全隐患,由此造成的安全事故屡见不鲜,因此,开展临近市政桥梁的隧道施工安全影响分析是非常必要的。
本文以沈阳地铁某盾构区间穿越市政桥梁为施工案例,通过理论分析和三维有限元模拟计算,对盾构区间临近市政桥梁施工安全进行分析,预测了隧道开挖过程中结构的变形趋势,为工程施工过程中隧道加固措施的选择提供了依据,同时也为类似条件下隧道穿越市政桥梁工程提供一定的参考。
1 工程概况1.1 区间概况本盾构区间隧道采用平板型单层预制钢筋混凝土管片,管片外径6200mm,内径5500mm,宽度为1200mm,厚350mm。
环向分6块,即3块标准块,2块邻接块和1块封顶块,环与环之间采用错缝拼装。
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。
盾构隧道施工对邻近建筑结构的影响分析发表时间:2018-12-18T13:57:46.713Z 来源:《防护工程》2018年第27期作者:毛丹峰[导读] 新中国成立以来我国经济快速发展,地下铁路的建设和运营经历了从无到有。
中铁七局集团郑州工程有限公司河南省郑州市 450000摘要:当前,中国各地城市化建设步伐加快,城市交通拥挤问题日益严重。
只有大量使用公共交通系统,特别是地铁作为城市交通的骨干,才能有效缓解各类交通拥堵问题,提高城市交通效率。
从21世纪初开始,使用盾构建造地铁隧道成为一种流行的方法。
盾构产生的地层扰动比其他隧道施工方法小得多,但仍不能完全避免对周围土层的扰动。
建筑物在侧面或接近地面时,建筑物所造成的土壤流失,必须或多或少影响建筑物,使其沉降或倾斜,影响其安全。
文章针对盾构隧道施工对邻近建筑结构的影响分析进行了详细的阐述,内容仅供参考。
关键词:盾构隧道;施工;邻近建筑结构;影响分析1研究背景及意义新中国成立以来我国经济快速发展,地下铁路的建设和运营经历了从无到有,日益成熟的过程。
进入21世纪后,随着人口密度的增大,人们生活水平的提高,城市建设的进程加快,城市地下空间不断地被人们开发加以利用。
为了更好的缓解地面交通的压力,完善国家设施建设,补充人类的地上使用空间,响应国家对土地资源的可持续发展战略,各城市的地下轨道交通建设将迎来一个快速发展的阶段。
现今,我国越来越多的城市拥有非常便利、快速、安全、高效的地下交通系统。
截止到2016年底,我国众多城市如北京、上海、广州、天津、重庆、南京、武汉、长春、深圳、大连等多个城市先后建成多条城市地铁线路并将城市地下轨道交通线路投入使用,总里程达3000公里之多。
地铁作为现代城市的主要交通干线,其自身的安全性非常重要,同时,随着城市的建设发展,地上各种邻近地铁隧道的建筑物的安全与稳定也至关重要。
然而,地铁隧道线路的设计和施工必然要与现有建筑物或在建中的建筑相毗邻或在建中。
地铁隧道侧穿临近高层建筑施工工序优化[摘要]以武汉地铁2 号线洪山广场—中南路区间,双洞隧道近距离穿越高层建筑物群为例,采用Plaxis 3D 有限元计算软件,模拟地铁双洞隧道矿山法开挖过程。
分析隧道穿越建筑物前、侧穿过程以及离开后3 个阶段建筑物的沉降、土层应力变化规律。
并将不同施工方案引起的邻近高层建筑物结构沉降、应力重分布、塑性区分布以及倾斜情况进行对比分析。
模拟结果表明,受隧道与建筑物的交互影响作用,先施工远离建筑物的隧洞施工的方案对邻近建筑影响最小,以此对隧道穿越高层建筑物的施工方案进行优化。
[关键词]隧道工程; 地铁; 高层建筑; 有限元法; 施工工序优化矿山法施工以其全面、安全的特点广泛用于城市隧道建设,隧道施工不可避免的要引起地面沉降。
为保证地铁隧道的顺利施工以及周围建筑物的安全要求,对开挖过程进行模拟分析,选择合理的施工工序,对减小隧道开挖对地层的扰动,控制地表变形,控制施工进度,合理安排工期,都有重要的现实意义。
目前相关研究主要集中在城市地铁开挖对临近建筑物的风险评估,以及盾构施工对地表沉降影响等,对于双洞矿山法施工工序对临近建筑物相互影响方面研究较少,而且模拟应用主要集中在对盾构施工方面,对矿山法施工的模拟计算涉及较少。
本文结合武汉地铁2 号线洪山广场—中南路区间隧道工程实例,就双洞地铁隧道台阶法不同的施工工序对临近建筑物影响规律进行模拟计算,通过土体总位移、剪应力以及塑性分布区的对比,选出最优的施工方案。
1 工程概况武汉地铁洪山广场—中南路区间近距离穿越高层建筑。
区间为双洞隧道,采用预留核心土台阶法施工,双洞平均高差为4m,洞壁相距12m,平均洞径为5. 6m,侧穿建筑物位于隧道右线右侧9m 处,地下3层,地上45 层,高180m,建筑物基础为筏基,基础下为独立摩擦端承桩,桩深11m,桩脚距离右洞中心水平最近距离为10m,隧道与建筑物关系如图1 所示。
2 计算方案确定2. 1 计算模型的建立采用Plaxis 3D 软件进行分析时,为尽可能减小边界效应带来的影响,该模型边界选取离隧道中心3 倍的洞径。
--地铁盾构施工对建筑物的影响及建筑物下穿施工技术摘要:随着城市轨道交通建设的蓬勃发展,地铁线路网络日渐密集,新建地铁区间近距离下穿既有运营线路的情况越来越多。
新建盾构隧道在下穿既有地铁区间过程中,不可避免对交叠处地层产生扰动,引起地层和既有运营区间结构应力重分布,产生一定的内力变化和变形,对既有地铁线路的运营安全产生威胁。
本文主要对地铁盾构施工对建筑物的影响及建筑物下穿施工技术进行论述,详情如下。
关键词:地铁盾构施工;建筑物;下穿施工技术引言地铁因其速度快、运量大、噪声小、能耗低等优点而成为推动城市高质量发展的建设重点。
“十四五”规划明确提出加强城市基础设施建设,助力建设现代化交通强国,而这也与实现碳达峰碳中和目标直接相关。
国内外城市地下空间利用逐渐深入,在繁华闹市区难以避免出现新建地铁区间隧道较近距离上穿、下穿或侧穿既有隧道,其中下穿工程面临更大挑战。
1 地铁盾构施工对建筑物的影响地铁双区间隧道施工不可避免地扰动地层,导致拱顶上方地层沉降,从而存在导致盾构结构不均匀变形的可能。
为评估地铁双区间隧道施工的变形影响范围,利用隧道开挖纵向变形理论解析方法,通过假设围岩是理想弹塑性材料,利用静水压力场圆形隧道考虑塑性区半径的位移释放系数公式和位移计算公式,初步获得了地铁区间随开挖进尺的拱顶沉降规律。
开挖过程中,拱顶沉降不断增加,直至开挖完成时叠加沉降趋于稳定,掌子面开挖主要影响 2~3 倍洞径范围内(约隧道中轴线±30m)的地层变形。
因此,此区域是重点风险区域,也是采取特殊施工控制措施的关键位置。
2 建筑物下穿施工技术2.1盾构机调整与端头加固在盾构作业前,技术人员可以编制专项盾构下穿建筑物操作方案,组织相关人员开展论证,确定盾构下穿建筑物操作方案合理性。
确定方案可行性后,技术人员可以按要求组装土压平衡盾构机,并对盾构机配电系统、润滑系统、冷却系统、液压系统、注浆系统各项性能、功能进行检查,及时发现盾构机问题及时维修或更换,规避盾构机在穿越建筑物位置下方出现停机问题。
地铁盾构下穿高层建筑基础的扰动变形影响与实测研究一、绪论随着城市化进程的加快,地铁建设已成为现代城市建设的重要组成部分。
地铁盾构作为一种高效、安全、环保的隧道施工技术,在国内外得到了广泛的应用。
地铁盾构施工过程中,由于地下环境的复杂性,盾构机在穿越高层建筑基础时,可能会对建筑物的基础产生扰动变形影响,从而影响到建筑物的安全性和稳定性。
研究地铁盾构下穿高层建筑基础的扰动变形影响具有重要的现实意义。
本论文主要针对地铁盾构施工过程中对高层建筑基础产生的扰动变形影响进行研究,通过对实测数据的分析,探讨地铁盾构施工对高层建筑基础的影响程度和规律,为地铁盾构施工提供科学依据和技术支持。
本文首先介绍了地铁盾构施工的基本原理和技术特点,分析了地铁盾构施工对地下环境的影响,包括地下水位变化、土壤沉降、地面沉降等。
在此基础上,结合高层建筑的特点,分析了地铁盾构施工对高层建筑基础的扰动变形影响的主要原因。
本文对地铁盾构施工过程中高层建筑基础的扰动变形进行了实测研究,收集了大量的现场数据,通过数值模拟和试验验证的方法,分析了不同工况下高层建筑基础的扰动变形规律。
针对实测数据中的异常情况,提出了相应的处理方法和改进措施。
1. 研究背景和意义随着城市化进程的加快,地铁建设在许多城市中得到了广泛的应用。
地铁盾构在穿越高层建筑基础时,由于地层的变化和建筑物的影响,可能会产生扰动变形,从而影响到地铁的正常运行和建筑物的安全性能。
研究地铁盾构下穿高层建筑基础的扰动变形影响与实测方法具有重要的理论和实际意义。
对于地铁工程来说,了解盾构穿越高层建筑基础时的扰动变形规律和影响因素,有助于优化设计参数和施工方案,提高地铁工程的质量和安全性能。
通过对不同地层条件和建筑物类型的实测分析,可以为地铁盾构的设计、施工和管理提供科学依据。
对于高层建筑来说,了解盾构穿越过程中的扰动变形对建筑物的影响,有助于评估建筑物的安全性能和稳定性。
通过对实测数据的分析,可以为建筑物的结构设计、抗震设防和维修加固提供参考。
城市地铁隧道盾构施工对邻近建筑影响探讨摘要:在城市地铁隧道建设工程施工使用盾构法进行施工,能够有效减少人工环节,提高项目的实施进度和安全性,施工周期内对周边的环境影响也达到最小,正在被逐渐推广应用。
但目前城市地铁隧道盾构施工会对地层以及邻近建筑的地基等产生影响导致出现沉降、建筑失稳,严重的甚至会导致建筑坍塌。
而通过做好前期准备工作、提高施工人员专业素养、确保使用盾构机的专业质量等方法可以有效解决这些问题。
关键词:地铁隧道;盾构施工;邻近建筑一、盾构施工的概念及意义盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法,通过盾构机械在地中推进,以盾构外壳和管片支撑四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。
在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土机械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,最终形成隧道结构。
通过盾构法进行施工,其挖掘速度非常快;全过程大都实现自动化操作,最大限度减少人工环节,有效地提升了施工安全性;全部都是地下操作,完全不影响地表的正常生活,噪声和扰动相对较低,已在很多工程中都得到了应用。
但盾构法的实施会对地层影响较大,需要地质环境的良好配合,地层太过复杂的区域是不适合使用盾构法完成操作施工的。
因为地层受到影响后,极有可能形成地基土体的受力发生变化,从而使得一些地面建筑失稳甚至因此倒塌。
本文就城市地铁隧道盾构施工后相关邻近建筑所受到的影响以及相应的解决策略进行探讨分析。
二、城市地铁隧道盾构施工对邻近建筑的影响1、盾构施工对地层变形的影响盾构施工一定会导致地层变形,以形成的隧道上方为主,周围土体出现沉降现象。
具体的沉降数据则受到不同地区土质、周围地理环境、隧道挖掘深度等各方面因素影响。
具体形成因素为现有土层被挖走后一些土质下沉产生的负摩阻力,土体因管道进行侧向移动从而变形沉降等方面。
地层变形造成的影响范围是非常大的。
首先,因为地底结构出现变化,邻近地表的建筑稳定性肯定会受到影响,由此带来的安全隐患不说,大部分建筑都要重新再进行质量评估。