地鐵渡線段淺埋暗挖大斷面隧道的三維有限元分析

在淺埋暗挖施工過程中,最大的技術(shù)難題之一就是隧道近距離下穿公路,施工難度相對較大,處理不到位可能會出現(xiàn)整段路面大量沉降或者坍塌的現(xiàn)象。輕則影響交通,重則造成巨大損失。本文以梧桐隧道工程為例,就超淺埋暗挖大斷面隧道施工技術(shù)的應(yīng)用,談一下個人的觀點(diǎn)和認(rèn)識,以供參考。

地鐵區(qū)間渡線段結(jié)構(gòu)具有埋深淺、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、開挖斷面大等特點(diǎn),控制其施工對地表的沉降意義非常重大。對北京地鐵4號線某區(qū)間渡線段結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工數(shù)值模擬分析,分別得到各施工工序所產(chǎn)生的地表位移和塑性區(qū)分布情況,經(jīng)過分析,證明雙層小導(dǎo)管對控制地表沉降起到了顯著作用。

帷幕注漿是一種隧道施工中常見的注漿技術(shù)，旨在改善注漿對象的物理力學(xué)性質(zhì)，以滿足各類工程的需要。文章以莞惠城際gzh-7標(biāo)為例，在淺埋暗挖大斷面隧道中采用了帷幕注漿超前預(yù)加固技術(shù)，介紹了帷幕注漿預(yù)加固技術(shù)的工藝流程，為類似工程設(shè)計、施工提供借鑒。

1 緊鄰建筑物淺埋暗挖大斷面隧道施工技 術(shù)研究 摘要:北京地鐵光華路車站西北風(fēng)道為淺埋暗挖大斷 面隧道,采用crd工法施工。由于緊鄰地面建筑物,為保證建 筑物和施工安全,采取分部開挖、增設(shè)臨時仰拱的同時,輔以 隔離樁和小導(dǎo)管注漿加固的方法,施工中實(shí)行全過程的監(jiān)控 量測。對該工點(diǎn)的施工技術(shù)進(jìn)行介紹和分析。關(guān)鍵詞:地鐵; 地面建筑物;crd法;隔離樁;注漿加固;監(jiān)控量測 作為城市交通的一個重要部分,地鐵大多修建在繁華市 區(qū)和人流量較大的地方,為滿足城市的整體規(guī)劃,地鐵線路經(jīng) 常不可避免的從既有建筑物附近甚至是正下方的地層中穿過, 施工過程中保護(hù)既有建筑物的安全就成為一個需要處理好的 課題。本文針對北京地鐵光華路車站西北風(fēng)道開挖斷面大、 緊臨地面建筑物的特點(diǎn),詳述有關(guān)施工技術(shù),并對隧道開挖對 地面建筑物的影響作了分析研究。 1工程概況 2 1.1

北京地鐵光華路車站西北風(fēng)道為淺埋暗挖大斷面隧道,采用crd工法施工。由于緊鄰地面建筑物,為保證建筑物和施工安全,采取分部開挖、增設(shè)臨時仰拱的同時,輔以隔離樁和小導(dǎo)管注漿加固的方法,施工中實(shí)行全過程的監(jiān)控量測。對該工點(diǎn)的施工技術(shù)進(jìn)行介紹和分析。

近年來,淺埋暗挖法在施工裝備和工藝上發(fā)展緩慢,仍停留在傳統(tǒng)的以人工作業(yè)為主的階段。隨著我國人口紅利的逐漸消失,勞動力成本越來越高,淺埋暗挖的缺點(diǎn)也慢慢顯現(xiàn)出來,如機(jī)械化程度低,工效低,日進(jìn)尺平均僅為1.5~2m;作業(yè)環(huán)境差,文明施工差;以人工作業(yè)為主,質(zhì)量和安全隱患多;人工費(fèi)用日益增高。因此,筆者立足現(xiàn)狀,以北京地鐵14號線京阜區(qū)間隧道暗挖工程為背景,對淺埋暗挖大斷面隧道開挖支護(hù)機(jī)械化配套施工技術(shù)進(jìn)行探討,希望對日后的淺埋暗挖隧道開挖支護(hù)機(jī)械化配套的發(fā)展有所借鑒。

重慶地鐵一號線石油路-歇臺予大斷面暗挖區(qū)間隧道,跨度14米,凈高8米,埋深只有4米,且為素填混凝土,地下滲水量較大,在開挖左導(dǎo)坑已經(jīng)出現(xiàn)很明顯的危險征兆,結(jié)合監(jiān)控量測的內(nèi)容,及現(xiàn)場監(jiān)測和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),提出變更支護(hù)和開挖方法,以保證施工順利安全的進(jìn)行.

運(yùn)用數(shù)值模擬及現(xiàn)場監(jiān)測的方法對石家莊地鐵淺埋暗挖大斷面隧道施工過程中引起的地表沉降變形規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(9導(dǎo)洞)能夠?qū)⒌乇沓两悼刂圃谠试S范圍之內(nèi)；在不同的施工步地表沉降速度存在較大差異,在隧道的拱腳處塑性區(qū)較為發(fā)育,隧道兩側(cè)地表會出現(xiàn)拉伸破壞區(qū)。應(yīng)及時采取深孔注漿、徑向注漿等加固措施,以有效控制塑性區(qū)的發(fā)育、地表沉降,保證隧道周邊建筑物的安全。

對隧道的整個施工過程進(jìn)行數(shù)值模擬,通過分析地表沉降、圍巖塑性區(qū)發(fā)展變化趨勢及管棚和初期支護(hù)的受力情況,驗(yàn)證了管棚預(yù)支護(hù)、超前小導(dǎo)管注漿加固能夠滿足工程控制地層變形的需要。研究成果對該工程的施工具有理論指導(dǎo)意義,對其他類似的工程也具有借鑒意義。

?施工技術(shù)? 收稿日期:2009206230 作者簡介:蔣小銳(1979—),男,工程師,2001年畢業(yè)于西南交通大學(xué) 土木工程專業(yè),工學(xué)學(xué)士。 地鐵渡線段不等跨暗挖隧道施工方法有限元分析 蔣小銳 (中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司城交院,北京　100055) 摘　要:地鐵隧道渡線段結(jié)構(gòu)具有開挖寬度大、隧道斷面變化 形式較多樣的特點(diǎn),且地下洞室呈不等跨的橫斷面布局形式。 結(jié)合北京地鐵10號線某區(qū)間隧道工程,對其暗挖施工工法進(jìn) 行二維有限元模擬分析,從地表沉降量、結(jié)構(gòu)中墻受力和中墻 位移變化等方面進(jìn)行討論,經(jīng)分析得出所考慮的施工工法是可 行的,應(yīng)用到實(shí)際工程后取得了良好的施工效果。 關(guān)鍵詞:地鐵渡線;不等跨結(jié)構(gòu);有限元模擬;施工方法 中圖分類號:u231+13　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼:a 文章編號:100422954(

地鐵隧道渡線段結(jié)構(gòu)具有開挖寬度大、隧道斷面變化形式較多樣的特點(diǎn),且地下洞室呈不等跨的橫斷面布局形式。結(jié)合北京地鐵10號線某區(qū)間隧道工程,對其暗挖施工工法進(jìn)行二維有限元模擬分析,從地表沉降量、結(jié)構(gòu)中墻受力和中墻位移變化等方面進(jìn)行討論,經(jīng)分析得出所考慮的施工工法是可行的,應(yīng)用到實(shí)際工程后取得了良好的施工效果。

結(jié)合重慶武隆隧道工程實(shí)例,建立三維彈塑性有限元模型,模擬實(shí)際的開挖支護(hù)步驟;詳細(xì)探討了施工過程中隧道與樁基的相互影響,以及施工完成后樁體結(jié)構(gòu)的變形及內(nèi)力變化,對類似工程的設(shè)計與施工可提供良好的借鑒.

介紹廣州地鐵大斷面風(fēng)道在拱頂處遇富水砂層的淺埋暗挖施工采用超前小導(dǎo)管定位注漿,形成隔水圍幕,超前分區(qū)降水、分區(qū)注漿措施及臨時仰拱,確保了施工的順利與安全

淺埋暗挖法地鐵折返線變斷面隧道施工技術(shù)——介紹了北京地鐵10號線奧運(yùn)支線折返線淺埋暗挖區(qū)間隧道變斷面施工技術(shù)，包括施工工藝的選擇、施工步驟及施工關(guān)鍵技術(shù)等。實(shí)踐證明，采用導(dǎo)洞先行，增加橫通道，創(chuàng)造由大斷面向小斷面開挖的條件對大斷面進(jìn)行反向施工的...

介紹了北京地鐵10號線奧運(yùn)支線折返線淺埋暗挖區(qū)間隧道變斷面施工技術(shù),包括施工工藝的選擇、施工步驟及施工關(guān)鍵技術(shù)等。實(shí)踐證明,采用導(dǎo)洞先行,增加橫通道,創(chuàng)造由大斷面向小斷面開挖的條件對大斷面進(jìn)行反向施工的方法是成功的;該區(qū)間隧道淺埋暗挖法變斷面施工技術(shù),對于類似地鐵工程施工具有一定的借鑒意義。

淺埋壓力鋼管計算一般利用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法進(jìn)行計算,設(shè)計過程中未考慮鋼管加勁環(huán)對鋼管加固的空間受力,計算結(jié)果偏保守.采用整體有限元方法,對某工程淺埋鋼管進(jìn)行了分析,較好地反應(yīng)了鋼管的實(shí)際的受力狀態(tài),為施工圖設(shè)計提供了依據(jù).

針對廣州地鐵5號線某車站西側(cè)站廳隧道超淺埋、地層上軟下硬的特點(diǎn),利用flac3d軟件對站廳隧道及與之相交的斜通道平直段的施工全過程進(jìn)行三維數(shù)值模擬計算。通過對3種不同施工方案所引起的地表沉降、拱頂下沉、塑性區(qū)分布情況的對比分析,確定最優(yōu)的施工方案,指導(dǎo)工程施工。

運(yùn)用數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測的方法對石家莊地鐵1號線留村站~火炬廣場站區(qū)間淺埋暗挖大斷面區(qū)間隧道施工引起的地表沉降規(guī)律進(jìn)行了研究,研究結(jié)果表明:不同施工階段地表沉降變形量存在較大的差異,中間導(dǎo)洞開挖對地表沉降的影響較大,約占地表最終沉降量的43%,隧道封閉成環(huán)后再拆除支撐能有效減少對地表沉降的影響;對拱頂土體采取深孔注漿、徑向注漿等加固措施,可有效增加上部土體強(qiáng)度,減少地層變形。

淺埋暗挖法地鐵區(qū)間渡線施工技術(shù)——針對位于城市繁華地段的區(qū)間渡線采用淺埋暗挖法施工中的風(fēng)險和技術(shù)難度非常大的問題，以沈陽地鐵某區(qū)間渡線為例，對區(qū)間渡線暗挖法施工進(jìn)行了研究，闡述了區(qū)間渡線的施工方法及關(guān)鍵技術(shù)措施，積累了區(qū)間渡線施工經(jīng)驗(yàn)。

針對位于城市繁華地段的區(qū)間渡線采用淺埋暗挖法施工中的風(fēng)險和技術(shù)難度非常大的問題,以沈陽地鐵某區(qū)間渡線為例,對區(qū)間渡線暗挖法施工進(jìn)行了研究,闡述了區(qū)間渡線的施工方法及關(guān)鍵技術(shù)措施,積累了區(qū)間渡線施工經(jīng)驗(yàn)。

研究目的:本文主要介紹了淺埋暗挖大跨地鐵風(fēng)道工程施工方法選擇、施工工序及施工要點(diǎn),并通過對地層變位的監(jiān)控量測,實(shí)現(xiàn)信息化施工。研究結(jié)論:(1)風(fēng)道施工過程引起的地表沉降的規(guī)律,可以劃分為五個階段:零變形階段、微小變形階段、劇增變形階段、緩慢變形階段、基本穩(wěn)定階段;(2)開挖支護(hù)對引起地表沉降的影響可達(dá)到地表總沉降的76.6%～92.5%;(3)路面外載荷對地表沉降的影響也不容忽視,建議采用在路面鋪設(shè)鋼板的方法來緩沖和擴(kuò)散荷載的作用。

某新建地鐵隧道工程近距離垂直上穿既有地鐵隧道,采用有限元軟件midas/gts模擬了新建雙線盾構(gòu)隧道施工對上部地表和下部既有隧道變形的影響。計算結(jié)果給出了新建盾構(gòu)隧道近距離垂直上穿既有雙線地鐵隧道時的位移變化規(guī)律。