盾构隧道下穿房屋FLAC数值计算报告实例分析

盾构隧道下穿房屋FLAC数值计算报告实例分析

1 FLAC计算模型

本次计算采用美国FLAC3D6.0软件，结合某城市地铁盾构隧道开挖）工程项目，重点研究隧道引起的地表建筑物及地面沉降规律，并评价安全风险。计算中各岩土体采用摩尔库伦弹塑性本构模型，隧道初支、二衬结构采用完全弹性模型进行计算，通过“杀死”单元（刚度置0）模拟隧道开挖过程，通过激活衬砌单元模拟隧道支护过程，隧道采用盾构法开挖，外径6.2m，管片厚度0.35m，选用C50高强混凝土，下穿房屋为4层砖混结构，片石基础夯实，隧道下穿时采用注浆加固。

计算模型沿隧道横向为x方向，开挖推进方向为z方向，竖直方向为y方向。前后左右边界约束相应法向方向位移，底部边界约束z方向位移，顶部边界为自由应力面，本次计算只考虑重力场，不考虑构造应力。

根据勘察单位提供的岩土体资料，计算模型地层岩土体物理力学参数见表1，加固后的土体按提高30%参数取用, 并据此钻孔揭示的岩土体分布特征建立计算模型, 见后图所示：

表1 计算参数取值

图1 计算模型范围及地表沉降监测点布置（单位：mm）

计算剖面为房屋2剖面，计算模型概化见图3，模型计算范围为135×60×1m³，模型采用6397个实体单元，5188个节点，计算模型及隧道模型如图2、3所示。

图2 计算模型图

图3 盾构隧道与上部结构的关系

图4 房屋基础及基础加固范围

2 计算结果分析

盾构施工完成后，地表及建筑基础沉降计算规律如下：图5～7分别为各个沉降计算结果：

(1) 整体变形规律

（a）隧道开挖沉降分布规律（不加固）

（b）隧道开挖沉降分布规律（加固后）

图5 建筑基础沉降分布规律（单位：mm）(2) 建筑基础沉降规律

（a）隧道开挖沉降分布规律（不加固）

（b）隧道开挖沉降分布规律（加固后）

图6 建筑基础沉降分布规律（单位：mm）（2）地表沉降规律

（a）隧道开挖沉降分布规律（不加固）

（b）隧道开挖沉降分布规律（加固后）图7 地表沉降分布规律（单位：mm）

表3 沉降计算汇总数值（单位：mm）

3 计算结论

根据本节FLAC3D6.0数值计算分析可知：在加固建筑物基础后，所研究的地铁隧道下穿施工引起的地表沉降最大仅为5.24mm，建筑物基础仅为 5.24，大大降低了未加固前的沉降量值及风险，各点均处于正常范围之内，均可满足城市地铁及轨道交通对于地表沉降的安全要求，即沉降值不超过30mm，变化率不大于0.3%。

隧道及地下工程flac解析方法.doc

隧道及地下工程flac解析方法 什么是隧道及地下工程flac解析方法？现阶段，我国对隧道及地下工程flac解析方法如何规定？基本情况怎么样？以下是中国下面梳理隧道及地下工程flac解析方法专业建筑术语相关内容，基本情况如下： 小编通过建筑行业百科网站下面建筑知识专栏进行查询，为了便于建筑企业人员进一步了解隧道及地下工程flac解析方法相关内容，下面推荐一本不错的书刊，基本情况如下： 《隧道及地下工程flac解析方法》基本概况： 《隧道及地下工程FLAC解析方法》是2009年中国水利水电出版社出版的图书，作者是李围。 《隧道及地下工程FLAC解析方法》以工程实例的形式深入浅出地介绍FLAC原理及其在隧道及地下工程力学行为分析中的应用技术。内 容涵盖FLAC3D的基本原理，FISH语言入门指南及求解隧道及地下工程问题的基本过程，FLAC本构模型与单元，FISH语言及建模技术，隧道及地下工程设计与施工方法。 书中重点介绍采用FLAC3D程序进行隧道及地下工程力学行为分析的工程实例，包括双线铁路隧道施工过程数值模拟分析、分离式公路隧道施工过程数值模拟分析和地铁盾构隧道施工过程分析及施工过

程三维仿真分析。 《隧道及地下工程FLAC解析方法》是作者多年应用FLAC程序进行隧道及地下工程力学分析的成果总结，书中给出应用过程中的关键知识点和注意事项。同时，《隧道及地下工程FLAC解析方法》附有所有实例的FLAC命令流程序，可供读者免费下载。 《隧道及地下工程flac解析方法》基本信息： 书名隧道及地下工程FLAC解析方法 作者李围 ISBN 9787508460420 类别建筑结构 页数259页 出版社中国水利水电出版社 出版时间2009年3月1日

北京地铁六号线盾构穿越地铁FLAC3D数值分析报告.doc

北京地铁六号线 青年路车站～十里堡车站区间 隧道穿越铁路 FLAC3D数值分析报告 中国矿业大学（北京）土木工程系 二Ο一零年一月

1. 概述 1.1 引言 地铁区间隧道盾构法施工是目前广泛采用的隧道施工技术。在我国，地铁施工造成地面沉陷、周边建（构）筑物损害、隧道涌水、城市生命线工程损害等事故时有发生，往往造成严重的经济损失与社会影响；其中隧道施工引起地层沉降的三维预测与控制问题尤显重要。在隧道工程施工以前，国内外普遍采用数值模拟分析计算的方法预测施工引起的地表变形及对周边建构筑物的影响。 即将建设的北京地铁六号线工程——青年路车站～十里堡站区间隧道工程，盾构隧道从铁路下穿过，考虑到建筑物稳定性的需要，需对此施工过程进行数值分析。 本报告采用国际上最先进的岩土工程数值分析软件系统，对隧道施工进行了三维数值分析，来说明隧道施工的先后顺序。 1.2 工程概述 十里堡站~青年路站区间沿现状朝阳北路道路南侧地下敷设，线路呈东西走向，西段区间起于朝阳北路与十里铺路相交路口的十里堡站，出站后沿朝阳北路路中向东敷设，线路经过一人行天桥、京包铁路及箱涵，止于朝阳北路与青年路相交路口的青年路站。区间全长1041.54m，采用盾构法施工。 在区间中部穿越京包铁路及京包铁路下的箱涵。铁路箱涵外包尺寸43.15m×7.8m，采用混凝土预制顶进施工，箱涵的南北两侧局部设置护坡桩，桩长约14m。铁路为5股道，分别是电厂专用线，东北环线，星双联络线，砖瓦厂专用线和建材厂专用线。 2 三维数值分析建模与软件系统概述

地铁隧道施工是典型的三维空间问题，盾构隧道施工引起的地表沉降具有显著的时空效应。隧道施工动态过程引起地层移动变形包括：先期沉降、前方沉降或隆起、通过时的沉降、建筑空隙引起的沉降与滞后沉降等。隧道施工对地表影响的研究方法有：经验公式、随机介质理论法、弹塑性与粘弹塑性理论解析法、数值计算方法等。施工之前，基于现场工程条件的三维数值模型是计算地表沉降最有效的手段。基于三维数值分析的方法，能模拟实际土层的变异情况、盾构管片结构—围岩共同承载特性、盾构施工的工艺参数、壁后注浆参数等，使预测趋于合理。 2.1数值分析的建模依据 （1）北京地铁6号线一期工程初步设计文件（2008.9）； （2）北京地铁6号线一期工程初步设计审查意见； （3）北京地铁6号线环境安全风险源分级汇总表（2009年4月） （4）《北京地铁6号线一期工程施工设计技术要求(送审稿)》； （5）《北京地铁6号线一期十里堡站~青年路岩土工程勘察报告》及后续的补勘报告； （6）北京地铁6号线一期工程线路资料（电子文件） （7）地铁6号线一期工程地形、管线图（电子文件） （8）降水咨询审查意见 （9）《北京轨道交通6号线一期工程建(构)筑物调查资料》 （10）甲方及总体组提供的其他相关文件 （11）国家、行业和北京地区相关的设计标准、规范、规程。 2.2 计算分析参照的标准规范

盾构隧道下穿既有高铁桥梁桩基及普铁路基数模拟分析

盾构隧道下穿既有高铁桥梁桩基及普铁路基数模拟分析 盾构隧道是在城市地下交通建设中常用的一种技术手段，它能有效地解决城市道路交通痛点。然而，在现实施工中，盾构隧道需要下穿既有的高铁桥梁桩基和普通铁路基数，这就需要进行数值模拟分析，以确保施工的安全和可行性。 1. 引言 城市交通问题一直是人们关注的焦点，随着城市规模的不断扩大，道路交通压力也越来越大。盾构隧道作为一种解决交通问题的有效手段，其施工过程需要充分考虑既有桥梁和路基的影响，以确保隧道的安全施工和通行。 2. 盾构隧道下穿既有高铁桥梁桩基的模拟分析 （1）桩基载荷分析 首先，需要对高铁桥梁桩基进行载荷分析，了解其荷载特点和承载能力。通过现场测量和检测，获取桥梁桩基的相关数据。然后，建立数值模型，进行荷载分析，确定桩基的受力情况。 （2）隧道施工对桩基的影响 在确定桩基的受力情况后，需要模拟隧道施工对桩基的影响。通过采集隧道施工参数和材料特性等数据，构建隧道施工模型。以此模型为基础，进行数值模拟分析，探究隧道施工对桩基的变形、应力等影响。 （3）隧道施工对桩基的加固方案 根据模拟分析结果，确定隧道施工对桩基的影响程度。如果隧道施工对桩基造成了较大的影响，需要设计相应的加固方案。通过数值模拟分析不同加固方案的效果，选取最优方案，并对其施工方法进行优化。 3. 盾构隧道下穿普通铁路基数的模拟分析

（1）路基变形模拟 首先，对普通铁路基数进行测量和检测，获取相关数据。然后，建立数值模型，模拟盾构隧道施工对路基的变形影响。通过模拟分析，了解隧道施工对路基的变形情况，确定变形范围和变形速度。 （2）隧道施工对铁路运行的影响 隧道施工对铁路运行可能会产生一定的影响，如噪音、振动等。通过数值模拟分析，研究隧道施工对铁路运行的影响程度，确定相应的防护措施。 4. 结论 通过对盾构隧道下穿既有高铁桥梁桩基和普通铁路基数的数值模拟分析，可以全面了解盾构施工对桩基和路基的影响，确保施工的安全和可行性。在实际施工中，应根据模拟分析结果，制定相应的加固方案和防护措施，最大限度地减小施工对既有基础的影响。 盾构隧道下穿既有高铁桥梁桩基和普通铁路基数的模拟分析是一个复杂而重要的问题，具有一定的工程实践意义。通过本文的分析，可以为城市地下交通建设提供科学的技术支持，保证施工的顺利进行，为城市交通发展做出贡献 根据对盾构隧道下穿既有高铁桥梁桩基和普通铁路基数的模拟分析，我们可以得出以下结论。首先，隧道施工对桥梁桩基和普通铁路基数均会产生一定的影响，包括振动、噪音等。其次，不同加固方案的效果需要通过数值模拟进行分析，最终选取最优方案并进行施工方法的优化。最后，为了确保施工的安全和可行性，应制定相应的加固方案和防护措施，以减小施工对既有基础的影响。本研究对于城市地下交通建设提供了科

38 盾构管片结构计算方法及应用实例

盾构管片内力计算方法及应用实例 陈飞成徐晓鹏卢致强 【摘要】埋置于地下土层中的盾构管片结构，由于所受外荷载复杂及接头的存在，其内力计算方法根据不同力学假定，种类繁多。本文对常用的自由变形圆环法、弹性多铰环法、弹性地基梁法进行了理论推导，并针对某软土地区地铁盾构区间三个断面进行了实例计算，通过对计算结果的对比分析，得出了一些有助于盾构管片结构设计的结论。 【关键词】盾构管片设计荷载结构法 1 引言 盾构法以其地层适应性强、施工速度快、施工质量有保证、对周边环境干扰少等优点，得到了越来越广泛的应用。 目前盾构管片结构的设计方法有：①经验类比法②荷载结构法③地层结构法④收敛限制法，常用荷载结构法和地层结构法。荷载结构法将盾构管片视为埋置于土层中的混凝土结构，周围土体对管片的作用力为施加于结构上的荷载；而地层结构法认为盾构管片与埋置地层一起构成受力变形的整体，并可按连续介质力学原理来计算管片和周围土体的内力和位移，其特点是在计算盾构衬砌结构内力的同时也得到周边土层的应力。地层结构法力学本构模型复杂，土性参数较难确定，计算过程中影响因素多，并且目前工程界还无太多可靠经验来评定其结果的准确性，因此对具体工程的盾构管片结构设计仍主要采用荷载结构法，计算图示如图1。本文就是应用荷载结构法对盾构管片进行内力计算。 陈飞成（1980—），研究生，毕业于同济大学道路与铁道工程专业，现为设计部结构设计人员。 徐晓鹏（1979—），工程师，硕士，毕业于中国矿业大学结构工程专业，现任公司设计项目部项目经理。 卢致强（1974—），工程师，硕士，毕业于西南交通大学结构工程专业，现任公司设计部经理。 上覆荷载0 图1 荷载结构法计算图示 Fig.1 Load-Structure method 2 荷载结构法设计理论 用荷载结构法计算盾构管片内力，关键点有两个，一是对土层抗力的处理，二是对管片接头的处理。对土层抗力的处理方法有：①不考虑土层抗力②土层抗力按假定分布于管环拱腰两侧③加土弹簧，用弹簧力来模拟土层抗力。对管片接头的处理方法有：①视接头与管片主截面具有相同的抗弯刚度②认为管片接头为弹性铰③用旋转弹簧和剪切弹簧来模拟管片的环向接头刚度和径向接头刚度。 将以上两类不同的处理方法进行组合，可以得到多种计算管片内力的方法，本文对自由变形圆环法、弹性多铰环法、弹性地基梁法进行了理论推导和实例计算。 2.1 自由变形圆环法

地铁盾构隧道掘进过程ANSYS数值模拟分析

地铁盾构隧道掘进过程数值模拟分析 具体做法如下： ⑴采用在掘削面施加顶进压力的方法来模拟开挖面土体的移动； ⑵采用施加注浆压力的方法来模拟盾尾注浆过程； ⑶采用更换注浆层材料参数的方法来模拟盾尾注浆对盾尾空隙的填充效果。 由于目前计算软件的限制，难以模拟盾构机推进过程中对土体的扰动，这里简化处理。即假定盾构隧道开挖后，随机进行注浆。计算时，只需将开挖不断地向前推进，同时在后面进行注浆、换材料参数等操作，即可实现盾构隧道的动态开挖过程，详细的计算操作见后面的求解过程。 工程问题的描述 地铁盾构隧道管片衬砌内径为5.4m，外径为D=6m，埋深为12m。自上至下，根据土层的物理性质参数不同将其分为3层，各层的材料参数和厚度如下： 第一层：厚8m，E=3.94Mpa，v=0.35，ρ=18.28KN/m3 第二层：厚18m，E=20.6Mpa，v=0.3，ρ=20.62KN/m3 第三层：厚15m，E=500Mpa，v=0.33，ρ=21.6KN/m3 施工中掘削面顶进压力为0.3Mpa，盾尾注浆压力为0.15Mpa 模型的建立

!进入前处理器 FINISH /CLE /PREP7 !进入前处理器 ET,1,SOLID45 !定义实体单元 ET,2,MESH200,6 !定义非求解单元，辅助面网格的划分!定义模型中的材料参数。模型中共有5种材料，其中土体有3种，即地表浅层覆土、盾构隧道所在土层和基岩及管片衬砌和注浆层。其中，管片衬砌为管片式的拼装结构，为了计算方便，将其等效为一均质体，等效时对原有刚度进行折减。定义材料参数的命令流如下：!土体材料参数 MP,EX,1,3.94E6 !第一层土层材料参数 MP,PRXY,1,0.35 MP,DENS,1,1828 MP,EX,2,20.6E6 !第二层土层材料参数 MP,PRXY,2,0.30 MP,DENS,2,2160 MP,EX,3,500E6 !第三层土层材料参数 MP,PRXY,3,0.33 MP,DENS,3,2160 !管片材料参数，管片衬砌按各向同性计算 MP,EX,4,27.6E9

盾构隧道下穿房屋FLAC数值计算报告实例分析

盾构隧道下穿房屋FLAC数值计算报告实例分析 1 FLAC计算模型 本次计算采用美国FLAC3D6.0软件，结合某城市地铁盾构隧道开挖）工程项目，重点研究隧道引起的地表建筑物及地面沉降规律，并评价安全风险。计算中各岩土体采用摩尔库伦弹塑性本构模型，隧道初支、二衬结构采用完全弹性模型进行计算，通过“杀死”单元（刚度置0）模拟隧道开挖过程，通过激活衬砌单元模拟隧道支护过程，隧道采用盾构法开挖，外径6.2m，管片厚度0.35m，选用C50高强混凝土，下穿房屋为4层砖混结构，片石基础夯实，隧道下穿时采用注浆加固。 计算模型沿隧道横向为x方向，开挖推进方向为z方向，竖直方向为y方向。前后左右边界约束相应法向方向位移，底部边界约束z方向位移，顶部边界为自由应力面，本次计算只考虑重力场，不考虑构造应力。 根据勘察单位提供的岩土体资料，计算模型地层岩土体物理力学参数见表1，加固后的土体按提高30%参数取用, 并据此钻孔揭示的岩土体分布特征建立计算模型, 见后图所示： 表1 计算参数取值

图1 计算模型范围及地表沉降监测点布置（单位：mm） 计算剖面为房屋2剖面，计算模型概化见图3，模型计算范围为135×60×1m³，模型采用6397个实体单元，5188个节点，计算模型及隧道模型如图2、3所示。 图2 计算模型图

图3 盾构隧道与上部结构的关系 图4 房屋基础及基础加固范围 2 计算结果分析 盾构施工完成后，地表及建筑基础沉降计算规律如下：图5～7分别为各个沉降计算结果： (1) 整体变形规律

（a）隧道开挖沉降分布规律（不加固） （b）隧道开挖沉降分布规律（加固后） 图5 建筑基础沉降分布规律（单位：mm）(2) 建筑基础沉降规律

盾构隧道旁穿人行天桥桩基的FLAC模拟

盾构隧道旁穿人行天桥桩基的FLAC模拟 李晓静 【摘要】Through establishing numerical analysis model,it analyzes and forecasts footbridge pile foundation ground surface settlement across shield tunnel between Xi＇an subway No.1 line Beidajie station-Wulukou station.Calculation results show that the existence of pile foundation prevents the extension of subsider in width in some points.If the two lines are not excavated at the same time,it will leads to certain inclination of the footbridge.It suggests that preventive measures should be taken in construction.The maximum ground surface displacing value is-10 mm,which is in safe domain.Therefore,it is unnecessary to carry on grouting reinforcement for ground layer.%通过建立数值分析模型分析预测了西安地铁一号线北大街站到五路口站区间隧道盾构施工旁穿人行过街天桥桩基础的地表沉降,计算结果显示,桩基的存在一定程度阻止了沉降槽宽度方向上的扩展;两条线路不同时开挖,可能导致天桥有一定量倾斜,建议施工时做好预防应急措施。地表最大竖向位移值为-10 mm,处于安全可控范围之内,因此不需要对地层进行注浆预加固处理。 【期刊名称】《山西建筑》 【年(卷),期】2011(037)030 【总页数】2页(P188-189) 【关键词】盾构;桩基;数值模拟;沉降

盾构隧道地下水位对施工影响的数值模拟与分析

盾构隧道地下水位对施工影响的数值模拟与 分析 盾构隧道地下水位是一种重要的环境因素，对盾构隧道施工具有显著的影响。 本文将进行盾构隧道地下水位对施工影响的数值模拟与分析，具体分析地下水位的变化对盾构隧道施工的影响，并提出相应的应对措施。 首先，我们需要进行盾构隧道地下水位的数值模拟。通过建立合适的数学模型，包括地下水流方程、渗流方程等，结合实际工程情况，对盾构隧道所在地的地下水位进行模拟。这一模拟可以基于计算机辅助工程软件，如ANSYS等进行，从而得 到地下水位的分布规律。 接着，我们对模拟结果进行分析。通过对地下水位模拟结果进行统计和比较， 可以得出盾构隧道区域内地下水位的波动情况、变化趋势等参数。同时，我们还可以对不同地质条件下的盾构隧道地下水位进行对比分析，从而得出不同情况下地下水位对盾构隧道的影响程度。 在分析地下水位对盾构隧道施工的影响时，我们可以从以下几个方面进行考虑。 首先，盾构隧道施工过程中需要进行地下水排泄，以防止隧道水压过大造成危险。地下水位的高低将直接影响到排泄工作的难度和效果。因此，地下水位较高时，施工单位需要采取一系列的技术措施和工程措施，如井下涌水治理、隔离层的设置等，以确保盾构隧道施工的安全性。 其次，地下水位的变化对隧道的稳定性也有较大的影响。地下水位较高时，会 增加盾构隧道的渗透压，从而降低土体的抗剪强度，增加隧道倒塌的风险。因此，在地下水位较高的情况下，需要加强对隧道支护的设计和施工监测，确保隧道的安全性。

此外，地下水位的变化还会对盾构隧道的施工进度和质量产生一定的影响。地下水位较高时，施工单位需要增加排水工程的投入，并合理调整施工方案，以确保盾构隧道的施工进度。同时，地下水位的变化还会对隧道施工中涌水量、土体湿度等参数产生影响，从而影响施工质量。因此，施工单位需要密切关注地下水位的变化情况，合理调整施工计划和施工方法，确保施工质量。 总之，盾构隧道地下水位是影响施工安全、隧道稳定性和施工进度等方面的重要因素。通过数值模拟与分析，我们能够了解地下水位的变化规律及其对盾构隧道施工的影响，进而制定相应的施工措施和应对策略。这将对盾构隧道工程的顺利进行起到积极的促进作用。

FLAC在隧道开挖建造过程数值仿真模拟共5页word资料

FLAC在隧道开挖建造过程数值仿真模拟Abstract： Combined with a practical engineering project， the article applies the FLAC-3D software which is about Fast Lagrangian Analysis of Continua to build up a model of a tunnel. The model applies the Mohr-Coulomb Elastic-Plastic Model to have a numerical simulation study about the construction of the tunnel， by means of which we can get some results of stresses and displacements. Based on the results， we can have a good simulation process and give some reference and bases， which made the practical projects more safe，economical and reasonable. 0 引言 随着科学以及经济的告诉发展，使得城市建设越来越快，越来越多的地方需要开挖隧道，用于民用或者工业。在城市地下隧道，一般都修建在城市中心地带，隧道周围建筑物密集、地下管道网密布，且地面来往人群较多、交通拥堵，所以对隧道设计施工有着严格的要求[1]。 隧道的开挖过程中，周围土质的应力、应变以及其他物理特性对隧道开挖建设有着紧密的联系。这些变化可能对地面造成不同程度的沉降[2][3]。特别是在软弱地区，显得尤为重要，为避免施工造成不当后果引发的经济和人为损伤，且现场检测虽具有直观的显示，但成本过高，周期过长，隧道开挖施工模拟十分必要，且现在对于工程的应用也十分广泛，可以对工程施工过程中做出有效的、可靠的预测和预报。数值模拟方法在现今岩土工程问题中已成为了有效的工具。

膨胀土地层下地铁隧道盾构管片受力数值计算分析

膨胀土地层下地铁隧道盾构管片受力数值计算分析 王刚;贺飞;陈靖;吴玲玲;彭龙贵 【摘要】In order to further understand the mechanism of expansive soil during the Hefei shield construction process and guide site construction scientifically,combining with the modified method theory,the changing characteristics in different expansion of the segments are analyzed by ANSYS. Research shows:In the expansion force,the lateral displacement of Hefei subway shield segments is controlled in and generates the control function to the tunnel top and bottom part of the subway;With the increase of the expansion force,the pressure of surrounding rock increases,thereby the axial force of segment also increases.The increase of axial force of segment directly improves the joint stress level.if the segment occurrence dislocation at the joint,the larger axial stress causes segment destruction in the joint and makes the damage scope,which is not conducive to the overall stability of the segment.It is very important to improve the construction quality,while shield construction is in expansive soil,to ensure the segment remained stable.%针对膨胀土变形对合肥地铁隧道盾构施工影响规律，基于修正惯用法理论，应用ANSYS 模拟软件对合肥地铁盾构管片受力进行分析，研究其在不同膨胀力作用下管片受力及变形的变化特点。结果表明：合肥地铁盾构管片在膨胀土的膨胀力作用下，管片侧向水平位移得到一定程度的抑制，对隧道顶底部位移产生一定的控制作用；随着膨胀力的增大，管片整体围岩压力水平提高，管片轴力及其接头处的应力也相应增加。当轴力达到一定量值时，管片接头处将发生错台破坏，不利于管片的整体稳定。在膨胀土中进行盾构施

盾构隧道下穿既有线路施工参数控制及沉降分析

盾构隧道下穿既有线路施工参数控制及沉降分析 随着城市交通的快速发展和城市化进程的加快，城市地下空间的利用越来越受到重视，而盾构隧道作为开挖城市地下空间的一种常见方法，在城市地铁、管道和电缆线路的建设 中扮演着重要的角色。隧道施工对于既有线路的影响是一个非常关键的问题，包括施工参 数的控制和沉降分析。本文将通过详细分析和探讨盾构隧道下穿既有线路的施工参数控制 和沉降分析的相关内容。 盾构隧道下穿既有线路的施工参数控制是非常重要的。由于盾构隧道是一种沿着地下 的预定轨迹前进的施工方式，因此施工参数的控制对于隧道的稳定性和工程质量至关重要。常见的施工参数包括推进速度、刀盘转速、刀盘压力、刀盘垂直力、混凝土注浆速度等。 在下穿既有线路时，由于既有线路的存在，施工参数需要根据既有线路的情况进行调整和 控制，以保证施工的安全性和效率。施工中的刀盘压力和刀盘垂直力应根据既有线路的埋深、土壤的性质和地下水位等因素进行合理控制，以避免对既有线路的损害。针对一些特 殊情况，如下穿有高速铁路线路等，还需采取进一步的控制措施，如提高刀盘的牵引力和 桩基的支撑等。 盾构隧道下穿既有线路的沉降分析也是非常重要的。盾构隧道施工会对既有线路周围 的土体产生沉降影响，因此需要进行沉降分析来评估其对既有线路的影响。沉降分析通常 包括确定沉降位置、计算沉降量和评估对既有线路的影响等步骤。在确定沉降位置时，需 要考虑盾构隧道的位置和形状、土体的性质和地下水位等因素，并采用适当的方法来确定 沉降位置。计算沉降量的方法主要有解析法和数值模拟法，其中数值模拟法更为常用，可 通过有限元或边界元等方法进行计算。需要评估沉降对既有线路的影响，包括对线路的破 坏和对周边建筑物的影响等方面。评估的结果可以作为调整施工参数和采取保护措施的依据，以确保施工的安全性和有效性。 盾构隧道下穿既有线路的施工参数控制和沉降分析对于保证施工的安全性和工程质量 至关重要。通过合理调整施工参数和进行沉降分析，可以最大程度地减小对既有线路的影响，并保证施工的顺利进行。由于每个工程的具体情况有所不同，需要根据实际情况来确 定具体的施工参数和进行沉降分析，以确保施工的成功。随着科技的不断进步，现代化的 工程监测技术也为施工参数的控制和沉降分析提供了更加准确和可靠的手段，为盾构隧道 下穿既有线路的施工提供了更好的保障。

黄土盾构下穿护城河拱桥FLAC3D预测与施工安全防控技术

黄土盾构下穿护城河拱桥FLAC3D预测与施工安全防控技术曹振;杨锋;张宁 【期刊名称】《隧道建设》 【年(卷),期】2015(035)012 【摘要】黄土地区地铁盾构施工安全防控技术研究具有较高的理论意义与应用价值,位于黄土地区的西安地铁盾构工程具有地表条件复杂、穿越文物和建(构)筑物多等特点.以西安地铁二号线安远门一北大街区间盾构隧道施工下穿护城河拱桥工程为背景,采用FLAC3D数值模拟方法预测了盾构下穿护城河拱桥施工引起的拱桥变形,计算结果表明,在施工前必须对拱桥及下方地层进行加固,才能确保施工过程拱桥安全稳定.提出在拱桥区域内堆载沙袋、在拱桥基础背后进行袖阀管注浆的加固措施,现场实测表明,拱桥变形在允许范围之内,提出的施工安全防控技术合理有效.【总页数】7页(P1264-1270) 【作者】曹振;杨锋;张宁 【作者单位】西安市地下铁道有限责任公司,陕西西安710018;中铁十五局集团有限公司,上海200070;西安科技大学,陕西西安710054;西安市地下铁道有限责任公司,陕西西安710018;西安科技大学,陕西西安710054 【正文语种】中文 【中图分类】U455 【相关文献】

1.盾构两次下穿护城河拱桥沉降数值模拟分析 [J], 朱启东;韩宁;文保军;王磊 2.黄土地区盾构下穿陇海铁路及金花隧道的施工安全控制技术 [J], 张宁;任建喜 3.地铁盾构隧道下穿古城墙变形规律预测与施工安全防控技术 [J], 曹振;张宁;杨锋 4.地铁盾构隧道下穿护城河拱桥沉降数值模拟及控制措施 [J], 文保军;侯莉娜 5.盾构下穿石拱桥稳定性分析 [J], 李春明;杨双锁;王建中;牛少卿;赵胤翔 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买

盾构施工下穿既有建筑物沉降变形分析与控制

盾构施工下穿既有建筑物沉降变形分析 与控制 摘要：盾构施工法在实际应用中优点众多，现如今逐渐成为城市地下隧道修建的首选工法。但盾构法施工不可避免地会对周围土层产生扰动，改变原地层的状态，引起一定的地层位移和地表沉陷，危及邻近建筑物的安全，对周围的环境造成一定损害。因此，盾构施工能产生多大的沉降或隆起，会不会影响相邻建筑物的安全，是地铁隧道盾构施工中最关键的问题。要在地铁工程施工前对工程可能引起的地面沉降问题有所估计，首先需要了解盾构穿越建筑物的主要施工安全风险及施工引起地地面沉降的一般规律和机理，进而提出相应的控制措施，达到事先防控的目的。一般情况下，在盾构隧道施工前采用地面地基加固的方法对邻近重要建筑物基础或管线进行地基预加固处理是盾构隧道施工过程中常用和可靠的措施。但在建筑物群间距小、密集度大，没有地面加固所需空间的情况下，只能从设计和施工本身来解决地层损失，减少对地层的扰动，达到最终控制地面沉降，保护建筑物的目的。为研究盾构下穿既有建筑物引起的地表和上部建筑物的沉降变形规律，本文依托某地铁隧道盾构下穿街道项目，采取全过程分阶段风险控制措施，并建立三维数值模型，分析沉降规律，将模拟结果与实测结果进行比较，验证数值模拟的可靠性，以便为类似隧道盾构下穿既有建筑物项目的施工提供参考。 关键词：盾构施工；下穿；既有建筑物；沉降变形；控制措施 引言 地铁盾构施工不可避免会穿越城市建筑物下部结构或其邻近区域，下穿施工扰动了原有土层，使施工近接区的地层、地表及建筑物产生一定的沉降变形，影响既有建筑物的使用寿命，危及人们的生命安全，对城市地铁隧道工程建设产生负面影响，因此，在盾构施工中，近接建筑物防护技术的系统化和完善愈来愈重要。

盾构隧道侧穿桥梁桩基础数值分析

盾构隧道侧穿桥梁桩基础数值分析 摘要：为分析地铁区间隧道掘进对桥梁的影响，采用ANSYS有限元方法进行分析，得到隧道掘进过程中桥梁桩基础的变形和内力变化，并对隧道掘进施工过程 中桥梁的安全性进行分析，为提高盾构隧道穿越建筑结构的设计和施工提供参考。 关键词：地铁有限元桥梁桩基础安全性 0引言 在城市地铁修建的过程中，地铁穿越城市建筑结构、桥梁桩基以及地铁运行 区间的工程案例有许多[1～3]。不同的施工工艺对其周边结构的影响是有所区别，目的就是在地铁穿越的设计施工过程中尽可能远离周边结构，避免对其造成影响，降低各种风险。尤其是在软土地区修建地铁，区间隧道侧穿桩基时，盾构开挖土 体产生的卸载效会对摩擦桩的变形与内力造成影响[4]。当前，采用有限元数值分 析方法对盾构隧道穿越立交桥和房屋桩基施工过程进行模拟计算是很成熟的分析 方法。基于地下工程地质条件的复杂多样性,现有成果不能有效地反映盾构掘进对 临近桩基的影响,需要不断地对其展开研究，积累工程经验。本文运用ANSYS全面模拟盾构施工过程，对区间盾构隧道侧穿桥梁桩基础数值分析,以期进一步完善盾 构近接施工分析理论,并为提高盾构隧道穿越建筑结构的设计和施工提供参考。 1工程概论 植物园站～龙洞站区间隧道位于天河区，隧道采用土压平衡法盾构施工。盾 构隧道从龙洞站往植物园站施工，在YDK26+880至YDK26+835处侧穿华南快速路桩基。目前，盾构隧道已掘进到YDK26+26+989处，距华南快速路桥梁桩基础 150m。 区间隧道圆形断面，洞径为6.0m，隧道衬砌采用0.3m钢筋混凝土预制管片。盾构侧穿的桩基为Φ150钻孔灌注桩，按端承桩设计，设计嵌入中风化岩层 230cm。 根据区间隧道与桩基础位置平面图，区间隧道结构外边线与桥梁桩基础边界 线最近处为3.01m，桥梁桩基础长约34.19m，嵌入区间隧道底部15m。隧道位于 桩基础持力层以上。 图1 区间隧道与桩基础位置平面图 图2 区间隧道与桩基础位置横剖面图 为保证盾构能够顺利安全地通过华南快速路桩基础，对盾构侧穿时桥梁结构的安全性进 行分析。 2风险识别与分析 根据土压平衡盾构的特点，盾构机掘进对周围地层主要存在的风险为：1)地层损失；2)地 下水流失；3)土体扰动后固结。 对桥梁造成的影响主要有以下几点： 1）土体损失和地下水流失造成桩基础的整体下沉。 2）土体损失和地下水流失使桩基础受到的水平围压不均匀，使桩基础内部产生附加内力。 由于华南快速路桥梁桩基础为端承桩，且嵌入区间隧道底部15m，隧道位于桩基础持力 层以上，重点考虑土体损失和地下水流失使桩基础失稳影响。 3有限元模型及参数 3.1模型选取 本次选取最不利情况进行计算分析，桥梁桩基础距隧道3m，桥梁桩基础嵌入隧道底部 15m。假定使地层损失量达到最大：1）盾构机掘进过程中不对掌子面进行支撑(即土仓压力 为0)；2）盾尾孔隙注浆量为0(即管片脱出盾尾后，周围土体变形填充盾尾空隙)。

Peck法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式

8．1．4 地层变形预测与分析 通常设计阶段的地面沉降预测方法可分为两类，一是根据实测数据的统计方法—Peck 公式是其典型代表：二是采用有限元和边界元的数值方法。 采用Peck 法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式如下式；其沉陷槽横向分布见图。 exp(max )(S x S =-22 2i x ） ⎪⎭⎫ ⎝ ⎛Φ-︒=2452tg Z i π

式中：V—地层损失（地表沉降容积）； i—沉降槽曲线反弯点； z—隧道中心埋深 根据本标段的地质条件和埋深等，得i=6.9m，由此根据以往的工程实践及经验公式，沉陷槽宽度B≈5i，可得单个隧道盾构推进引起的地表横向沉陷槽宽度约为35m，两座隧道盾构推进引起的地表横向沉陷曲线叠加后其沉陷槽宽度约为50m，并且沉陷槽的主要范围在隧道轴线两侧6m范围内，离轴线3m的沉降量约为最大沉降量的60%～70%，离轴线6m的沉降量约为最大沉降量的25%。 地层损失V值主要是由盾尾空隙引起的土体损失量，它与盾构机盾壳厚度、盾构推进时粘附在盾构上的土体厚度及注浆量等有关，即 V=V尾+V粘-V浆 盾构推进时粘附在盾构钢板上的土体厚度约为20～40mm，盾壳厚度为70mm，则：V=V尾+V粘-V浆=1.36+0.58α-(1.36+0.58)β α为折减系数， β为同步注浆的充填系数。 取α=0.6 β=0.5 得V=0.73m2 由此可得地表最大沉陷值：Smax=23.4mm 最大斜率：Qmax=0.0013 以上分析值主要是在以往工程经验基础上结合本地铁盾构标段的实际情况，隧道埋深16m左右情况下得出的，最大沉降量满足规范和标书要求。 虽然地表沉降形态是大体相同或相似的，但其最大沉降量总是随着施工工况和地质条件的改变而千差万别，目前控制沉降的主要手段是同步注浆和二次注浆，而注浆的环节常有各种各样的问题发生，如缺量、过量、滞后、漏浆等等，不同的沉降情况常是施工工况和工作状态的反映，同时不同的地质条件沉降亦有所不同，如粉砂土较粘土隆降起量要少，沉降速率要快，淤泥质粘土后期固结沉降则要大点。以上这些都要求盾构施工时要加强监测工作，以随时了解地面沉降信息，以便及时采取有效措施，以达到控制沉降和减少损失的目的。 8．2 理论分析 施工引起的地面沉降和围岩变形，理论分析通过地层—结构模型模拟计算，本次计算采用有限元单元法，利用2D－σ计算程序模拟计算。

合肥地铁盾构隧道下穿河道施工数值模拟分析

合肥地铁盾构隧道下穿河道施工数值模拟分析 邵迅;姚华彦;张振华;卢坤林;胡众 【摘要】In order to resolve the potential danger of shield tunnel crossing Nanfeihe River on Hefei Metro Line 1, the fluid-structure interaction effect was simulated based on fluid-structure interaction principle and finite difference method by FLAC3D, and the pore water pressure around the tunnel, vertical stress field and crown sedimentation induced by shield structure excavation were analyzed.It was indicated that the pore water pressure around the arch apex and surrounding soil was seen great reduction, so the underground water driven by the pressure difference tended to flow into these areas, which might present danger such as water burst.Considering the fluid-structure interaction principle, the vertical stress value of surrounding rock would grow;the maximum tension stress and pressure stress would also grow.A massive stress concentration occurred in surrounding rock of tunnel is dangerous.The vertical displacement of arch apex grew and this value constantly decreased from center to the sides horizontally.The proportion of later consolidation settlement in the ultimate settlement could reach 30%.So the further monitoring was needed to keep the tunnel from risks by massive settlement.%文章针对合肥地铁1号线盾构下穿南淝河存在的安全隐患,基于流固耦合原理与有限差分方法,采用 FLAC3D对隧道盾构开挖流固耦合效应进行模拟,分析了盾构推进过程中隧道周边土体孔隙水压力规律、竖向应力场、拱顶沉降等.研究表明:盾构开挖导致隧道拱顶及两侧土体孔隙水压力明显降低,地下水在水压力的