TBM施工對(duì)相鄰先修隧道安全性影響的數(shù)值模擬

以某鄰近隧道的基坑工程為對(duì)象,建立三維有限元分析模型,采用流固耦合的方法對(duì)基坑降水與開挖施工全過程進(jìn)行了模擬。得到了基坑降水與開挖等過程造成鄰近隧道的位移及應(yīng)力響應(yīng),驗(yàn)算了隧道結(jié)構(gòu)配筋,分析了排樁支護(hù)設(shè)計(jì)的可靠性。

關(guān)于復(fù)雜地層條件中基坑施工對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)的影響及運(yùn)營(yíng)安全意義重大。以某一地鐵建設(shè)工程為研究對(duì)象,通過有限元計(jì)算模擬的手段,展開基坑的開挖及樁基施工對(duì)隧道結(jié)構(gòu)位移及力學(xué)性質(zhì)的影響研究。指出在基坑下部樁基的加載過程中,隧道的應(yīng)力應(yīng)變變化較小,隧道底部應(yīng)力變化最大,其頂部豎向位移最大,且兩側(cè)的水平位移最大。

關(guān)于復(fù)雜地層條件中基坑施工對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)的影響及運(yùn)營(yíng)安全意義重大。以某一地鐵建設(shè)工程為研究對(duì)象,通過有限元計(jì)算模擬的手段,展開基坑的開挖及樁基施工對(duì)隧道結(jié)構(gòu)位移及力學(xué)性質(zhì)的影響研究。指出在基坑下部樁基的加載過程中,隧道的應(yīng)力應(yīng)變變化較小,隧道底部應(yīng)力變化最大,其頂部豎向位移最大,且兩側(cè)的水平位移最大。

針對(duì)南疆鐵路吐庫(kù)二線中天山特長(zhǎng)隧道tbm施工特點(diǎn),tbm施工對(duì)圍巖穩(wěn)定性影響進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算研究,選取4種圍巖情況進(jìn)行數(shù)值建模計(jì)算,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選取tbm掘進(jìn)相關(guān)參數(shù),通過研究得出tbm工法圍巖擾動(dòng)區(qū)小于鉆爆法,且圍巖級(jí)別越低,條件越差,tbm工法與鉆爆法的圍巖擾動(dòng)區(qū)相比就越小。

依托重慶地鐵6號(hào)線一期工程,應(yīng)用有限元分析軟件進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,計(jì)算了不同圍巖級(jí)別、不同近接方式、不同雙洞凈距情況下的圍巖應(yīng)力變化值,以此為依據(jù)劃定不同的影響范圍,分析了影響范圍的發(fā)展趨勢(shì),為類似工程實(shí)例提供借鑒和參考依據(jù).

破口施工會(huì)對(duì)既有地鐵車站結(jié)構(gòu)的安全和使用功能產(chǎn)生一定的影響。結(jié)合某工程實(shí)例,基于三維有限元模型,采用ansys有限元軟件,對(duì)施工過程進(jìn)行了模擬分析。通過數(shù)值模擬,為工程施工提供參考,以便于采取有利措施,減少因破口施工對(duì)既有地鐵結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,保證地鐵車站結(jié)構(gòu)安全和地鐵安全運(yùn)營(yíng)。

近距離鄰近施工對(duì)既有地鐵區(qū)間結(jié)構(gòu)安全性影響的數(shù)值模擬分析 摘要：近距離鄰近施工會(huì)對(duì)既有地鐵區(qū)間結(jié)構(gòu)的會(huì)產(chǎn)生一定的影響，本文以 北京某地鐵線二期新建區(qū)間鄰近既有地鐵一期區(qū)間施工為例，基于ansys建立 的三維模型，對(duì)施工過程進(jìn)行模擬分析。通過數(shù)值模擬，為工程施工提供參考， 以便于采取合理措施減少因近距離鄰近施工對(duì)既有地鐵結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，保證地 鐵區(qū)間結(jié)構(gòu)安全和地鐵運(yùn)營(yíng)安全。 關(guān)鍵字：鄰近施工，數(shù)值模擬，ansys，地鐵區(qū)間 1項(xiàng)目概述 1.1項(xiàng)目背景 新建地鐵區(qū)間與既有地鐵區(qū)間臨近施工，新建區(qū)間右線總長(zhǎng)為497.05m， 左線總長(zhǎng)為785.39m，共有四處變形縫，新建區(qū)間結(jié)構(gòu)（左線）與既有區(qū)間結(jié) 構(gòu)凈距約1.3～3.7m。 新建區(qū)間段地面標(biāo)高為37.18～38.2m，區(qū)間軌頂標(biāo)高為13.977～ 22.177m，結(jié)構(gòu)覆土厚度為18.9～10.3m。區(qū)間平面由兩

新建隧道與既有隧道間距較近時(shí)，新建隧道的施工可能導(dǎo)致既有隧道結(jié)構(gòu)的破壞，對(duì)此進(jìn)行了計(jì)算分析，分析結(jié)果表明：新建隧道開挖將引起圍巖應(yīng)力重分布，使既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)的安全性降低，其降低程度與兩隧道間距有關(guān)，當(dāng)兩隧道間距一定時(shí)，開挖對(duì)既有隧道靠近開挖一側(cè)的襯砌結(jié)構(gòu)影響最大。

基坑開挖卸荷必然對(duì)臨近軟土地鐵隧道產(chǎn)生影響,因此如何預(yù)測(cè)隧道變形并提出相應(yīng)預(yù)防和保護(hù)措施顯得尤為重要。結(jié)合上海地區(qū)一個(gè)臨近地鐵隧道的基坑工程,運(yùn)用整體有限元分析方法對(duì)地鐵隧道在基坑施工過程中所產(chǎn)生的影響進(jìn)行彈塑性分析。分析結(jié)果與工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)比較吻合,表明整體有限元方法可以較好地模擬此類工程問題,從而為實(shí)際工程的設(shè)計(jì)施工提供一定的理論和計(jì)算依據(jù)。

在地下結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)數(shù)值方法的基礎(chǔ)上,采用模態(tài)分析得到了體系的動(dòng)力特性方程,通過ansys的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)計(jì)算,研究了鄰近鐵路隧道施工爆破振動(dòng)對(duì)既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)的影響

采用三維有限元方法對(duì)新建隧道盾構(gòu)下穿施工過程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬,分析了新建隧道盾構(gòu)正交下穿施工對(duì)既有隧道位移、應(yīng)力的影響;進(jìn)而探討了不同的隧道覆土厚度、隧道間相對(duì)距離及土體強(qiáng)度下,新建隧道盾構(gòu)正交下穿施工對(duì)既有隧道位移的影響。結(jié)果表明:新建隧道盾構(gòu)正交下穿施工引起既有隧道位移方向朝向新建隧道方向發(fā)展,既有隧道位移以縱向沉降為主,沉降曲線符合正態(tài)分布;盾構(gòu)下穿引起的既有隧道正應(yīng)力變化較大;隧道覆土厚度、隧道間相對(duì)距離和土體強(qiáng)度對(duì)隧道間相互作用有較大影響,應(yīng)引起足夠的重視。

根據(jù)動(dòng)力時(shí)程分析理論，采用巖土隧道結(jié)構(gòu)專用有限元分析軟件gts，對(duì)新建上跨隧道爆破施工工程進(jìn)行三維有限元數(shù)值模擬，研究新建上躊隧道爆破施工對(duì)既有隧道的影響。結(jié)果表明：既有隧道與新建上跨隧道交叉處的斷面受到垂直方向振動(dòng)的影響最夫，隨著離爆破點(diǎn)水平距離的增加．垂直方向的振速逐漸減小。水平方向的振速先增大后減小，爆破施工對(duì)位子交叉點(diǎn)水平距離25m之內(nèi)的既有隧道影響較大，對(duì)45m以外則影響很??；爆破進(jìn)尺需控制在1，5m以內(nèi)。并輔之以相應(yīng)的工程措施，以保證既有隧道安全；新建隧道爆破施工過程中，需對(duì)既有隧道k201＋065-k201＋165段拱頂垂直振速進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)。

為研究類矩形盾構(gòu)施工對(duì)鄰近十字交叉梁基礎(chǔ)框架建筑物的影響,基于建筑物-土體-隧道之間的共同作用,本文采用midas/nx軟件建立類矩形盾構(gòu)隧道垂直下穿十字交叉梁基礎(chǔ)框架建筑物的三維有限元模型,考慮隧道水平位置改變和土質(zhì)條件的影響,分析建筑物受類矩形盾構(gòu)施工影響的變形和受力規(guī)律。研究結(jié)果表明,當(dāng)隧道軸線到建筑物中軸線的水平距離l=0m時(shí),隨著隧道開挖的進(jìn)行建筑物的沉降量增大；框架最大第一主應(yīng)力和最大剪應(yīng)變總體上增大；土質(zhì)條件改變影響較大；隨著l增大,框架的最大第一主應(yīng)力和最大剪應(yīng)變呈現(xiàn)減小趨勢(shì),建筑物產(chǎn)生向隧道一側(cè)的傾斜,l增大到一定距離后建筑物幾乎不受影響。

以深圳安托山安巒公館基坑爆破開挖工程為研究對(duì)象,采用數(shù)值模擬方法分析了爆破振動(dòng)傳播途徑中距離爆源不同距離處的振動(dòng)速度,以及大斷面、小斷面隧道襯砌振動(dòng)速度的分布情況。結(jié)果表明：在距離地鐵40m以內(nèi)爆破施工時(shí)應(yīng)采取減震措施;地鐵隧道迎爆側(cè)的水平和豎向振動(dòng)速度要大于非迎爆側(cè),隧道襯砌最大振動(dòng)速度在迎爆側(cè)拱頂和拱腳,爆破施工過程中應(yīng)對(duì)隧道迎爆側(cè)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)和防護(hù);隧道斷面對(duì)水平和豎向振動(dòng)速度均有放大作用。

隨著交通快速發(fā)展,上跨隧道的路基越來越多。如何保證路基施工過程中隧道的運(yùn)營(yíng)安全是必須解決的關(guān)鍵問題。本文結(jié)合實(shí)體工程,詳細(xì)闡述了路基施工對(duì)已建下穿隧道安全影響,路基施工中隧道監(jiān)測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求,表明采用的分析方法是成功的,為解決路基施工過程中已建隧道的運(yùn)營(yíng)安全問題提供了技術(shù)借鑒。

結(jié)合某高速公路隧道側(cè)部溶洞的具體情況，針對(duì)先開挖靠近溶洞側(cè)和先開挖遠(yuǎn)離溶洞側(cè)兩種不同的開挖順序，利用有限元軟件ansys和有限差分軟件flac3d進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了兩種不同開挖順序?qū)λ淼牢灰茍?chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的影響，并通過比較得出了最優(yōu)的開挖順序。

為研究常見小型溶洞引起的隧道穩(wěn)定性問題,結(jié)合工程實(shí)例,應(yīng)用有限元方法,分析全斷面開挖時(shí),ⅱ類溶洞處于隧道不同位置對(duì)圍巖位移和隧道結(jié)構(gòu)受力的影響。結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析,總結(jié)圍巖位移和襯砌受力變化的規(guī)律和原因。模擬結(jié)果表明,隧底溶洞距離為1m時(shí),仰拱軸力增加21%,其余部分變化微弱;側(cè)壁溶洞距離為1m時(shí),邊墻軸力增加14.8%,其余部分變化微弱;隧頂溶洞距離為1m時(shí),拱頂軸力增加10%,其余部分變化微弱。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果表明,溶洞位置對(duì)于收斂值的影響,隧底溶洞>隧頂溶洞>側(cè)壁溶洞,溶洞位置對(duì)于沉降值的影響,側(cè)壁溶洞>隧頂溶洞>隧底溶洞。溶洞范圍較小(r2m)或相對(duì)距離較遠(yuǎn)(l5m)的情況下,襯砌安全系數(shù)滿足要求,可不予處治。

隧道施工破壞了原有的巖體平衡,可能引發(fā)塌方、突水等安全問題,為了評(píng)估隧道建設(shè)的安全性,基于三維穩(wěn)定滲流問題的基本控制方程,對(duì)銅鑼山隧道全線的開挖和支護(hù)方案進(jìn)行了三維流固耦合模擬,在應(yīng)力、應(yīng)變、滲流分析的基礎(chǔ)上,評(píng)估了隧道建設(shè)發(fā)生巖爆、坍塌、突水災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn),預(yù)測(cè)了可能出現(xiàn)大變形和突水災(zāi)害的工段,對(duì)于隧道安全建設(shè)具有指導(dǎo)意義。

地鐵開挖對(duì)近鄰管線的影響已成為地鐵工程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。文章通過隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)-土體-地下管線耦合作用的三維有限元分析模型,對(duì)深圳地鐵大劇院至科學(xué)館區(qū)間并行小間距隧道施工對(duì)管線的影響進(jìn)行了仿真分析,并結(jié)合有關(guān)管線安全性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)地下管線的安全性進(jìn)行了預(yù)測(cè),得出了對(duì)施工有一定指導(dǎo)意義的結(jié)論

以青島地鐵2號(hào)線汽車東站-東韓站區(qū)間穿越張村河段為工程依托,運(yùn)用有限元軟件abaqus建立3d模型,對(duì)地鐵隧道穿越河流的動(dòng)態(tài)施工全過程進(jìn)行數(shù)值模擬,分別從橋隧不同間距、隧道不同埋深和有無(wú)地下水等三個(gè)不同影響因素,計(jì)算和分析地鐵隧道開挖對(duì)既有橋梁樁體的受力和變形的影響規(guī)律。橋隧間距選取6m、9m、12m、15m和18m,地鐵隧道埋深選取4m、5.5m和7.5m,并考慮有無(wú)地下水作用,在單一變量下共建立8組不同模型,通過模擬結(jié)果曲線的對(duì)比來分析不同因素的影響作用。結(jié)果表明,橋隧間距越近、埋深越大、有地下水作用時(shí)地鐵隧道開挖引起的臨近橋樁的影響就越大；而且在整個(gè)地鐵施工過程中地鐵基坑開挖到坑底時(shí)影響最大。

通過對(duì)某地鐵隧道下穿既有人行地下通道的數(shù)值模擬分析,討論了大跨隧道分部開挖施工方法對(duì)通道結(jié)構(gòu)的影響。計(jì)算表明,雙側(cè)壁導(dǎo)坑分部開挖方法能有效控制地下通道底部的沉降。

以哈爾濱市某地下商業(yè)街上穿已有二次襯砌地鐵隧道為依托工程,采用數(shù)值模擬的方法,對(duì)新建商業(yè)街柱網(wǎng)與地鐵隧道不同位置關(guān)系條件下,近接施工引起的既有隧道變形和受力的變化進(jìn)行對(duì)比分析。主要設(shè)計(jì)了兩種地下街柱網(wǎng)布置方案,方案一為地下街的兩排柱子正壓在隧道拱頂,方案二為地下街柱網(wǎng)不落在隧道正上方,而是跨在隧道左右兩側(cè)拱腰旁邊。結(jié)果表明,方案一條件下,近接施工引起的既有隧道位移明顯小于方案二引起的位移,兩種方案均引起隧道結(jié)構(gòu)受力減小。