重叠隧道盾构施工期间地表沉降与隧道变形的数值模拟与分析
李姝婷
【期刊名称】《建筑结构》
【年(卷),期】2022(52)S01
【摘 要】以天津地铁5号线某段重叠隧道工程为背景,建立了精细化模拟的有限元数值模型。结合已有研究,分析了重叠隧道在不同施工顺序工况下引发的地表沉降大小关系,丰富了已有研究得出的简单定性结论。此外,针对不同加固方案下重叠隧道施工时的既有隧道变形开展了对比分析,并给出了定量评价。
【总页数】6页(P2935-2940)
【作 者】李姝婷
【作者单位】中国建筑标准设计研究院有限公司
【正文语种】中 文
【中图分类】U455.43;U231.3
【相关文献】
1.重叠盾构隧道施工数值模拟与施工对策分析2.盾构法隧道施工地表沉降变形模拟分析3.盾构隧道开挖引起地表沉降数值模拟与实测分析4.盾构隧道施工地表沉降监测与Peck公式变形预测分析5.杭州地铁交叉重叠隧道盾构施工地表沉降三维数值分析
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土压平衡式盾构机过站前北街公路桥施工技术
摘 要:结合北京地铁15号线07标土建工程盾构施工的实际情况，本文通过阐述两台土压平衡式盾构机通过北京市顺义区站前北街桥的工程地质、工程水文、掘进参数、同步注浆、二次注浆、施工监测等几个方面，较为系统的介绍了盾构机过公路桥的施工技术，对目前逐渐兴起的盾构隧道施工技术具有一定的参考意义。
关键词:北京地铁15号线 盾构过公路桥 施工技术
一 工程概况
1 站前北街桥段工程概况
北京地铁15号线07标段石～顺区间线路是从顺义站出来后沿府前西街向西敷设到达石门站，区间长度1189.413米，区间中部设一处联络通道。其中本区间工程在里程k41+613.000(即石顺区间始发后第658环)处下穿北京市顺义区的站前北街公路桥，桥基位于区间隧道右线北侧仅1.55m，距离较近（基础类型、尺寸、与线路的关系如图1所示）。此公路桥主要通行机动车辆，车流量主要集中在正常上下班时间。
2 相关区域工程地质条件
盾构穿越站前北街公路桥段地层自地面往下依次为杂填土层①1、粉质填土层①、粉土层③、粉质粘土层④、细中砂层⑤1、粉质粘土层⑥。本盾构区间线路主要穿越粉质粘土层④和细中砂⑤1。如图2所示：
3 工程水文概况
根据勘测资料，本段线路赋存三层地下水，地下水类型分别为上层滞水（一）、潜水（二）和层间水（三）。上层滞水（一）水头埋深2.1～6.5m，水头标高26.34～36.50m，含水层为粉土③层；潜水水头埋深11.5～19.5m，水头标高19.30～23.85m，含水层为细中砂②3、细中砂⑤1层；层间水（三）水头埋深23.5～27.0m，水头标高7.39～13.60m，含水层为粉细砂⑦2层。
4 两台盾构机简介
（1）左线盾构为日本小松φ6230mm铰接式土压平衡盾构机，总长68米，刀盘结构为面板式，最大推力37730kn，最大推进速度80mm/min；刀盘最大转速2.2rpm，最大扭矩4800knm。
盾构刀盘的数值模拟
王曰启1,2,岳 澄1,王燕群1,李 娟1
(1.天津大学机械工程学院,天津 300072;2.天津市道路桥梁管理处,天津 300171)
摘 要:盾构法是一项复杂的技术,在隧道施工中,通过位于盾构机最前端刀盘上刀具对前方的土体进行切削来完成
掘进开挖的任务,因此盾构刀盘的强度设计十分重要。利用有限元软件ANSYS建立了盾构刀盘和刀具的有
限元模型进行数值模拟,模拟了在不同工况及不同设计方案下刀盘和刀具的受力状态,包括:改变刀盘钢板的
厚度、改变刀盘和牛腿之间的夹角以及在刀盘上施加偏载等。通过以上情况的模拟为盾构刀盘刀具优化结构
设计提供参考依据。
关键词:ANSYS;盾构;刀盘刀具;数值模拟
中图分类号:TG71 文献标识码:A 文章编号:1006-4414(2010)01-0028-02
Numericalsimulationofshieldcutterhead
WangYue-qi1,2,Yue Cheng1,WangYan-qun1,Li Juan1
(1.SchoolofmechanicalengineeringofTianjinuniversity,Tianjin 300072,China;
2.Tianjinroadandbridgemanagementadministrationdepartment,Tianjin 300171,China)
Abstract:Shieldisacomplextechnology,intheprocessoftunnelconstruction,throughtheshieldmachineislocatedatthe
frontofshieldmachineforcuttingsoiltocompletethetaskoftunnelingandexcavation,sothestrengthdesignofshieldcutter
headisveryimportant.ThefiniteelementmodelofcutterheadandcutterusingthefiniteelementsoftwareANSYSisestab-
北京地区地铁区间下穿铁路桥安全分析
摘要：本文通过地铁15号线规划下穿我局管辖内的京承铁路框架桥，通过采用MIDAS-GTS软件进行数值模拟分析及采取相应的措施，盾构隧道安全下穿架桥，并为以后类似工程提供了经验，保证了铁路运营安全。
关键词：铁路框架桥；既有线；盾构下穿；地铁；铁路运营安全
1工程概况
北京地铁15号线顺义站～石门站区间为盾构隧道。线路从顺义站出来后沿府前西街下向西敷设到达石门站，该区间左线以85.5°、右线角以87.9°斜向下分别穿越京承铁路桥，埋深约14米，区间平面为直线，竖曲线为5.7‰的下坡。在桥下下穿距离约44米，主要穿越地层为粉质粘土和细中砂，地下水自上而下为上层滞水、潜水和层间水。盾构隧道位于上层滞水和潜水层之间。
我局管辖内的京承铁路框架桥为6m-16m-6m三孔顶进式地道桥，结构净空高5.4m，总跨度为30.62m，桥体沿道路方向长度约44m。桥体两侧现状铁路路基厚度0.5~1.2m，盾构隧道衬砌外径与桥涵左侧墙的水平距离为13.29m，桥涵基础底部与隧道顶部的距离为5.57m，隧道顶与行车路面距离为6.37m，隧道顶与列车轨面距离约为13.468m。
图1地道桥与盾构隧道相对位置图
2施工过程的数值模拟
2.1分析计算的思路及原则
结合桥梁检测的情况，分析桥体的健康状况，提出必要的工程措施，根据检测报告，采用回弹仪测量桥体混凝土强度完全可以达到设计强度，但考虑现状桥体表面有很多微裂缝，影响整体强度，回弹仪测量结果无法反映此情况，因此模型考虑现状裂缝及桥体使用了10年等因素，按设计强度70%模拟桥体状况。
采用―地层-结构‖模型，模拟盾构两次穿越地道桥基础的情况，分析盾构通过后地层沉降变化，以及地道桥的变形。
分别模拟两个工况：1）未进行地层加固时，盾构隧道下穿框架桥后，框架桥及铁路运营安全状况。
2）进行地层加固后，盾构隧道下穿框架桥后，框架桥及铁路运营安全状况。
