软土基坑开挖诱发邻近小曲率半径隧道变形时效分析

1

作者 张治国 陈胤吉 +4 位作者 魏纲 倪寅 李骏杰 师敏之 木林隆 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第9期1793-1803,共11页

目前针对软土基坑开挖诱发邻近小曲率半径隧道变形的理论研究一般将地基视为线弹性体,未考虑土体流变特性的影响,且较少分析曲型隧道变形的特性,因此无法准确预测时间效应下基坑开挖对既有小曲率半径隧道变形的影响。首先,建立分数阶Mer... 目前针对软土基坑开挖诱发邻近小曲率半径隧道变形的理论研究一般将地基视为线弹性体,未考虑土体流变特性的影响,且较少分析曲型隧道变形的特性,因此无法准确预测时间效应下基坑开挖对既有小曲率半径隧道变形的影响。首先,建立分数阶Merchant黏弹性软土基坑开挖诱发邻近既有小曲率半径隧道变形力学模型,按照Laplace时域变化特性推导出分数阶黏弹性土体Laplace域参数;其次,基于基坑卸载和Mindlin应力解理论,求解出邻近既有小曲率半径隧道上附加应力场,再根据Pasternak地基和Timoshenko梁理论,通过有限差分法和Laplace正逆变换推导出既有小曲率半径隧道径向和竖向变形时域解;最后,将工程实测数据及三维数值模拟结果与解析解进行对比验证,得到了较好的一致性。 展开更多

关键词 基坑开挖 黏弹性地基 分数阶 时域解 小曲率半径隧道 变形

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复合地层下极小半径超大直径盾构隧道地层扰动分析 被引量：1

2

作者 史清华 邓扬 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第8期3463-3472,共10页

针对复合地层下极小半径超大直径盾构隧道施工的技术问题,以珠三角城际轨道交通广州琶洲站至贝岗公园站隧道工程为研究对象,详细阐述盾构掘进的关键施工技术,提出因曲线半径小而掘进轴线向外偏移和掘进引起的地面沉降等问题的解决方法,... 针对复合地层下极小半径超大直径盾构隧道施工的技术问题,以珠三角城际轨道交通广州琶洲站至贝岗公园站隧道工程为研究对象,详细阐述盾构掘进的关键施工技术,提出因曲线半径小而掘进轴线向外偏移和掘进引起的地面沉降等问题的解决方法,并且通过分析现场的实时监测数据,揭示了小半径盾构隧道施工时土体竖向及水平位移、孔隙水压力和土压力的变化规律。监测数据表明:在岩层中盾构机的转弯段掘进对地表沉降影响较小;盾构施工对周围土体的影响随距离增大而减小,最大水平位移出现在隧道上方区域;孔隙水压力和土压力的变化趋势有较高的相似性,盾构转弯时对外侧土体影响更大。 展开更多

关键词 盾构隧道 小半径大直径 复合地层 施工工艺 地层扰动

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小曲率半径盾构隧道施工阶段管片水平轴线偏移预测模型

3

作者 朱春洲 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期126-141,共16页

为探明小曲率半径盾构隧道施工引起的管片水平轴线偏移规律,预防管片错台破损等不良现象发生,基于修正的纵向等效连续化模型,考虑隧道收敛的椭圆化变形和曲线隧道的综合因素影响,通过构建小曲率半径条件下温克尔地基梁挠曲微分方程,建... 为探明小曲率半径盾构隧道施工引起的管片水平轴线偏移规律,预防管片错台破损等不良现象发生,基于修正的纵向等效连续化模型,考虑隧道收敛的椭圆化变形和曲线隧道的综合因素影响,通过构建小曲率半径条件下温克尔地基梁挠曲微分方程,建立小曲率半径盾构施工阶段管片水平轴线偏移预测模型,依托南昌市城市轨道交通3号线盾构隧道工程验证了预测模型的工程适用性。结果表明:管片拼装在6环以内时,预测模型的理论值与监测值、模拟值之间的最大误差分别为13.36%、25.68%,管片拼装在7~22环时,理论值与监测值、模拟值之间的最大误差分别为4.91%、8.95%,管片拼装在第30环时,理论值、模拟值和监测值分别达到-20.562、-22.370、-20.949 mm,且理论值与监测值之间的误差多小于5%,整体变化趋势基本保持一致,可有效解决小曲率半径条件下盾构隧道施工过程中管片水平轴线偏移量的计算问题。 展开更多

关键词 小曲率半径隧道 盾构隧道 管片 温克尔地基梁 挠曲微分方程 管片轴线 预测模型

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小转弯曲线隧道TBM选型与掘进姿态调控方法 被引量：3

4

作者 杜立杰 郝洪达 +5 位作者 杨亚磊 李青蔚 张卫东 刘家驿 冯宏朝 贾连辉 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期1106-1115,共10页

小转弯隧道施工时全断面隧道掘进机(full-section tunnel boring machine,TBM)的选型设计和掘进姿态控制具有特殊性,目前还缺乏通用的理论依据和指导方法。针对此问题,首先,对传统类型TBM小转弯选型进行研究,结合已有项目数据和几何模拟... 小转弯隧道施工时全断面隧道掘进机(full-section tunnel boring machine,TBM)的选型设计和掘进姿态控制具有特殊性,目前还缺乏通用的理论依据和指导方法。针对此问题,首先,对传统类型TBM小转弯选型进行研究,结合已有项目数据和几何模拟,确定传统类型TBM能适应的最小转弯半径。然后,对双盾敞开式TBM的推进系统和导向系统进行针对性设计,通过分析双盾敞开式TBM推进系统结构和实际施工,提出转弯时双盾敞开式TBM推进油缸内外侧行程差值的理论计算方法和施工过程中的姿态调控方法。最后,得出如下结论:1)当隧道转弯半径小于200 m时,敞开式TBM适应难度较大,需要采用双盾敞开式TBM;2)结合抚宁抽水蓄能电站项目实际施工情况,提出的双盾敞开式TBM的理论计算方法和姿态调控方法确保了转弯段隧道的轴线偏差在要求范围内。 展开更多

关键词 全断面隧道掘进机 选型设计 双盾敞开式TBM 小转弯掘进 姿态调控

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小转弯半径叠落盾构隧道施工相互影响研究 被引量：1

5

作者 王文正 林雪冰 +2 位作者 郭飞 何华飞 张旭 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第10期109-123,共15页

【目的】受地铁规划线路与周边环境的限制,小转弯半径叠落盾构隧道的应用较多,叠落段上行隧道施工引起的邻近下行隧道结构上浮规律极其复杂,相应的加固措施有待研究。为此,【方法】以北京地铁上清桥站—清河站区间隧道工程为背景,通过... 【目的】受地铁规划线路与周边环境的限制,小转弯半径叠落盾构隧道的应用较多,叠落段上行隧道施工引起的邻近下行隧道结构上浮规律极其复杂,相应的加固措施有待研究。为此,【方法】以北京地铁上清桥站—清河站区间隧道工程为背景,通过数值模拟和现场监测,研究夹层土注浆和钢环撑加固措施对下行隧道结构上浮的影响规律和钢环撑受力特征。【结果】结果显示:单独采取夹层土注浆或钢支撑加固措施时的下行隧道结构上浮均超过控制值,采取联合加固措施时变形为4.87 mm;下行隧道第1环管片上浮变形最大,随着盾构间距增大,隧道结构上浮呈不断减小的趋势,数值模拟得到的最大的隧道结构上浮为现场监测的1.15倍;实测的竖撑拉应力最大为5.78 MPa。【结论】结果表明:夹层土注浆提高叠落盾构井之间土体强度并对抑制下行隧道结构上浮起到一定作用,临时钢环撑施作有利于限制管片变形,其中竖撑限制管片竖向的收敛变形,横撑限制管片水平净空收敛,纵撑限制了管片的上浮。研究成果可为类似小转弯半径叠落盾构隧道工程设计与安全施工提供参考。 展开更多

关键词 小转弯半径 叠落盾构 加固措施 隧道结构上浮 钢环撑应力 变形

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基于小半径曲线隧道盾构施工的Peck公式修正及其工程应用 被引量：2

6

作者 杨令航 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第4期40-43,50,共5页

[目的]在城市轨道交通线路规划中,因受建筑物地基、地下管道和软弱土层等因素影响,通常会选用曲线隧道乃至小半径曲线隧道。与直线隧道相比,小半径曲线隧道盾构施工加大了地面沉降失控风险。因此,需对小半径曲线隧道盾构施工中地面沉降... [目的]在城市轨道交通线路规划中,因受建筑物地基、地下管道和软弱土层等因素影响,通常会选用曲线隧道乃至小半径曲线隧道。与直线隧道相比,小半径曲线隧道盾构施工加大了地面沉降失控风险。因此,需对小半径曲线隧道盾构施工中地面沉降控制进行研究。[方法]通过计算曲线隧道盾构施工过程中的超挖间隙,推导出曲线段内每一环的超挖量;又通过引入地层损失率得出隧道半径与地层损失率的关系;根据现有Peck公式的适用性统计分析结果,结合基础地层损失率、总地层损失率、超挖导致额外地层损失率,以及沉降体积切片计算得出了适用于小半径曲线隧道盾构施工的修正Peck公式。以太原某地铁线路的工程实例为研究背景,将修正Peck公式计算结果与现场监测数据进行对比,验证了修正Peck公式的适用性。[结果及结论]工程实例验证结果表明,修正Peck公式对小半径曲线隧道盾构施工具有较好的适用性。 展开更多

关键词 地铁 盾构隧道 小半径曲线 地面沉降 PECK公式

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基坑近接既有地铁盾构隧道施工影响分区方法 被引量：29

7

作者 郑余朝 施博文 +2 位作者 孙克国 杨天春 李辉 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期910-918,共9页

为了确保基坑近接既有地铁盾构隧道的结构安全和正常运营,在对盾构隧道纵向等效刚度模型研究的基础上,建立了隧道纵向变形曲率与螺栓承载状态和线路正常运行要求的公式.结合沈阳某深、大基坑近接既有地铁盾构隧道施工工程的实际情况,通... 为了确保基坑近接既有地铁盾构隧道的结构安全和正常运营,在对盾构隧道纵向等效刚度模型研究的基础上,建立了隧道纵向变形曲率与螺栓承载状态和线路正常运行要求的公式.结合沈阳某深、大基坑近接既有地铁盾构隧道施工工程的实际情况,通过改变既有盾构隧道相对新建基坑的空间位置关系,进行了多工况三维数值模拟计算分析,得到了基于桩锚支护的基坑近接既有地铁盾构隧道施工的强、弱、无影响分区图,并通过现场的沉降实测结果等验证影响分区标准和控制技术的有效性.研究结果表明:盾构隧道纵向变形曲率半径是基坑近接盾构隧道施工中隧道结构安全和正常使用的关键指标,可将盾构隧道纵向变形曲率半径作为近接影响判断准则;在确定基坑近接既有盾构隧道施工工程的影响分区时,可将盾构隧道轨道线形受影响的临界状态及管片接头极限状态下隧道纵向变形曲率半径,分别作为强弱影响区和弱无影响区的划分阈值. 展开更多

关键词 基坑 盾构隧道 曲率半径 近接施工 影响分区

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小半径盾构下穿高铁桥支护优化及变形控制研究 被引量：22

8

作者 王国富 郑涛 +1 位作者 路林海 孙捷城 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期113-121,共9页

以济南轨道交通R1线小半径盾构隧道下穿京沪高铁桥为工程依托,分析盾构掘进过程中对高铁桥的影响,并结合现场施工条件提出直线形、折线形、曲线形3种隔离桩布局形式,探讨其变形控制效果。结果表明:曲线盾构施工引起的周围土体应力状态... 以济南轨道交通R1线小半径盾构隧道下穿京沪高铁桥为工程依托,分析盾构掘进过程中对高铁桥的影响,并结合现场施工条件提出直线形、折线形、曲线形3种隔离桩布局形式,探讨其变形控制效果。结果表明:曲线盾构施工引起的周围土体应力状态及桥桩变形特征比盾构直线掘进更加复杂,在无隔离桩支护时,桥桩沉降超过1mm的规范设计要求,桩基水平位移高达3.112mm,高铁桥变形过大;对比分析3种隔离桩布局,直线形隔离桩变形控制效果较差,不能完全保证高铁桥安全,曲线形和折线形隔离桩可有效控制高铁桥变形,综合考虑经济性与施工便捷性,确定折线形隔离桩布局最优。研究成果对小半径盾构隧道隔离支护施工具有重要指导意义。 展开更多

关键词 小曲率半径盾构隧道 隔离桩布局 支护优化 变形控制

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城市湖底超大直径盾构隧道施工重难点及关键技术探究——以武汉两湖隧道(南湖段)工程为例 被引量：15

9

作者 杨钊 唐冬云 +4 位作者 刘朋飞 何源 李子锋 李锐 许超 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第2期296-304,共9页

针对超大直径盾构在岩溶强发育区、高黏性土和硬岩地层中的施工难题,依托武汉两湖隧道(南湖段)工程,通过现场勘探资料分析、文献调研以及专家咨询论证,总结归纳工程的施工重难点:1)盾构穿越岩溶强发育区施工风险高,极易发生盾构栽头与... 针对超大直径盾构在岩溶强发育区、高黏性土和硬岩地层中的施工难题,依托武汉两湖隧道(南湖段)工程,通过现场勘探资料分析、文献调研以及专家咨询论证,总结归纳工程的施工重难点:1)盾构穿越岩溶强发育区施工风险高,极易发生盾构栽头与塌陷、突涌水等灾害;2)黏性地层盾构易结泥饼,造成盾构推力增大、掘进速率降低等问题;3)硬岩地层盾构刀盘易磨损,刀具易损坏,盾构掘进效率低;4)小曲线半径施工盾构姿态控制困难,导致隧道偏离设计轴线;5)大直径管片易上浮,致使管片错台、破损及渗漏。针对上述重难点问题,分析复杂地质条件下超大直径盾构选型技术,提出超大直径盾构穿越岩溶强发育区地层处理、高黏性地层超大直径盾构泥饼预防与处治、极硬岩地层超大直径盾构施工、小曲线半径盾构姿态控制和管片上浮预防等施工技术。 展开更多

关键词 超大直径盾构隧道 岩溶地层 结泥饼 硬岩地层 小曲线半径施工 管片上浮

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富水砂层土压平衡盾构小半径曲线始发掘进参数控制研究 被引量：14

10

作者 安斌 刘学霸 +1 位作者 杨春勃 王祖贤 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第S02期289-296,共8页

盾构始发是盾构施工的关键环节,也是盾构施工时的高风险环节。为给南昌地区富水砂层条件下盾构曲线始发施工提供掘进参数设置样本,以南昌市轨道交通3号线绳金塔站—六眼井站盾构始发工程为背景,对富水砂层盾构小半径曲线始发段主要掘进... 盾构始发是盾构施工的关键环节,也是盾构施工时的高风险环节。为给南昌地区富水砂层条件下盾构曲线始发施工提供掘进参数设置样本,以南昌市轨道交通3号线绳金塔站—六眼井站盾构始发工程为背景,对富水砂层盾构小半径曲线始发段主要掘进参数进行统计分析,确定相关参数的优势区间,并基于盾体姿态控制参数和地表沉降进行掘进参数控制效果评价。结果表明:1)盾构水平方向2组油缸推力在曲线段和直线段变化差异明显,线路平曲线半径越小,差值越大,在左右线曲线段和直线段水平方向2组油缸推力分别相差87.2%和75.8%;2)线路平曲线半径越小,所需的总推力和刀盘转矩越大,而掘进速度略有降低,左右线总推力均值为1397.6 t和1671.7 t,刀盘转矩均值为3101.1 kN·m和3723.9 kN·m,掘进速度均值为38.8 mm/min和35.1 mm/min;3)由于始发段掘进断面地层相对均一,土舱压力基本随隧道埋深呈线性增加,而由于右线曲线半径更小,因此右线土舱压力离散程度相对较高;4)左右线盾尾注浆量差异不大,优势区间均为3~6 m^(3),均值约为4 m^(3);5)左右线曲线始发段水平方向盾体姿态超限率分别为2%和4%,地表累积沉降最大值仅为6.25 mm,表明本工程小半径曲线始发段掘进参数控制效果较好,掘进参数对地层条件和线路线型具有良好的适应性。 展开更多

关键词 土压平衡盾构 富水砂层 小半径曲线始发 掘进参数

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考虑盾构铰接作用的小半径曲线隧道开挖诱发地层沉降分析 被引量：12

11

作者 张治国 陈杰 +3 位作者 朱正国 魏纲 吴钟腾 陈仲侃 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1165-1178,共14页

目前针对小半径曲线隧道开挖诱发地层沉降的理论研究均将盾构机视为一个连续的整体,未考虑盾构机铰接装置带来的影响,由此不能正确评估小曲率盾构开挖路径变化带来的超挖效应等。首先,根据盾构机铰接位置以及盾构机与小曲率隧道开挖路... 目前针对小半径曲线隧道开挖诱发地层沉降的理论研究均将盾构机视为一个连续的整体,未考虑盾构机铰接装置带来的影响,由此不能正确评估小曲率盾构开挖路径变化带来的超挖效应等。首先,根据盾构机铰接位置以及盾构机与小曲率隧道开挖路径的几何位置关系,得到了小曲率隧道开挖过程中不同盾构铰接位置超挖量及盾构铰接角计算公式;其次,基于镜像法及Mindlin解,求解了铰接盾构施工时因超挖地层损失、盾尾地层损失、开挖面不均匀推力、盾壳不均匀摩擦力及盾尾处注浆压力等共同影响的地层沉降;最后,采用工程监测数据与理论解进行对比验证,得到较好的一致性。此外,针对隧道转弯半径、前盾长度、盾构铰接角及超挖量等进行了参数分析。分析结果表明:不考虑盾构铰接装置的影响将过高估计地层损失而导致地层沉降预测值偏大。随着转弯半径的减小,前盾长度、盾构铰接角及超挖量的增加,地层沉降增大,但其值变化均对开挖面前方沉降影响较小,对开挖面后方沉降影响较大。在开挖面后方,随着与开挖面距离的增大,当转弯半径取值较小,前盾长度、盾构铰接角及超挖量取值较大时,纵向地表沉降呈先增大后减小趋势。 展开更多

关键词 盾构机铰接 小半径曲线隧道 铰接角 超挖量 地层沉降 MINDLIN解

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北京地铁10号线盾构小曲线避让障碍始发施工 被引量：2

12

作者 袁振国 《都市快轨交通》 2009年第1期70-73,共4页

介绍北京地铁10号线国贸站—双井站区间隧道施工中,为避让建筑围护桩而采取的盾构曲线始发方案。在施工中,调整始发角度,利用盾构机的自身转弯最小半径达到250 m的极限值,采取一系列洞内、洞外措施,通过精心组织和施工,取得小半径曲线... 介绍北京地铁10号线国贸站—双井站区间隧道施工中,为避让建筑围护桩而采取的盾构曲线始发方案。在施工中,调整始发角度,利用盾构机的自身转弯最小半径达到250 m的极限值,采取一系列洞内、洞外措施,通过精心组织和施工,取得小半径曲线始发的成功。 展开更多

关键词 地铁 盾构 隧道 小曲线 避障 始发

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小半径曲线上大直径盾构精准始发技术 被引量：5

13

作者 张斌 《铁道建筑》 北大核心 2017年第11期58-61,共4页

针对扬州瘦西湖隧道施工中大直径盾构在小半径曲线段始发时盾构姿态控制难题,应用Excel与南方CASS软件对掘进线路进行了模拟分析,发现大直径盾构在小半径曲线段始发时,模拟线路轴线与设计轴线的切线方位角和水平距离应同时接近理论最小... 针对扬州瘦西湖隧道施工中大直径盾构在小半径曲线段始发时盾构姿态控制难题,应用Excel与南方CASS软件对掘进线路进行了模拟分析,发现大直径盾构在小半径曲线段始发时,模拟线路轴线与设计轴线的切线方位角和水平距离应同时接近理论最小值。采用最小二乘法计算洞门圈上的测量数据,求得洞门圈中心坐标,结合模拟结果优化盾构始发姿态。通过采取严格控制盾构掘进参数、加强安全监测等措施,使盾构始发掘进曲线逐步过渡到设计曲线。盾构始发实际误差为16.4 mm,实现了大直径盾构在小半径曲线上的安全精准始发。 展开更多

关键词 地铁隧道 精准始发 模拟计算 大直径盾构 小半径曲线

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小转弯半径曲线盾构隧道开挖引发地表沉降计算 被引量：52

14

作者 邓皇适 傅鹤林 史越 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期165-173,I0005,共10页

小转弯半径曲线盾构隧道施工引发的地表沉降变形规律极为复杂,但相应的变形预测解析公式仍未明确。依据前人研究成果,构建曲线段盾构隧道施工的地层损失模型,基于镜像法及Mindlin解,推导曲线盾构隧道开挖引发地表沉降的计算公式,并将其... 小转弯半径曲线盾构隧道施工引发的地表沉降变形规律极为复杂,但相应的变形预测解析公式仍未明确。依据前人研究成果,构建曲线段盾构隧道施工的地层损失模型,基于镜像法及Mindlin解,推导曲线盾构隧道开挖引发地表沉降的计算公式,并将其应用于工程实例计算,最后分析曲线盾构隧道施工引发地表变形规律及其影响因素。研究表明:构建的小转弯半径曲线段地层损失模型合理,推导所得公式适用于实际工程计算;地表纵向沉降在靠近刀盘3倍洞径范围内变化极大,刀盘前方3倍洞径范围内地表会产生轻微隆起,刀盘后方3~4倍洞径处出现最大沉降;地表横向沉降槽为非对称分布,最大沉降位置位于弯道内侧,距刀盘中心线约1倍洞径;地层损失引起的地表横向沉降大小主要受转弯半径及盾壳长度影响,地表横向沉降槽偏移程度主要由刀盘直径大小决定。 展开更多

关键词 盾构隧道 小转弯半径 地表沉降 镜像法 MINDLIN解

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共用地下连续墙深基坑影响下地铁车站与隧道节点变形分析 被引量：12

15

作者 冉岸绿 李明广 +1 位作者 陈锦剑 王建华 《隧道建设》 北大核心 2016年第7期844-850,共7页

为了分析深基坑与地铁车站共用地下连续墙影响下车站和隧道连接节点的变形特性,保护地铁线路运营的整体安全,通过现场测试和数值模拟展开研究。根据上海地区深基坑与地铁车站共用地下连续墙工程实例的现场测试数据,分析了开挖施工过程... 为了分析深基坑与地铁车站共用地下连续墙影响下车站和隧道连接节点的变形特性,保护地铁线路运营的整体安全,通过现场测试和数值模拟展开研究。根据上海地区深基坑与地铁车站共用地下连续墙工程实例的现场测试数据,分析了开挖施工过程中车站与地铁盾构隧道的竖向位移分布特征,并采用三维数值模型研究了共用地下连续墙深基坑开挖深度、相对位置对车站与隧道节点变形的影响,探讨了车站与隧道节点的曲率半径、相对弯曲的发展变化规律,并判断其安全状态。测试结果与数值分析均表明,车站与隧道节点变形比隧道最大沉降处更加不利;节点的曲率半径随基坑开挖深度的增加而减小,相对弯曲随基坑开挖深度的增加而增加;基坑与车站完全共用地下连续墙或远离隧道时,节点处的曲率半径相对较大。 展开更多

关键词 共用地下连续墙 深基坑 地铁车站 盾构隧道 节点 曲率半径 安全性态

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砂土地层小曲率半径盾构隧道施工引起的地层变形规律--以南通地铁1号线为例 被引量：8

16

作者 韩旭 张冰利 +3 位作者 洪小星 朱先发 王铭杰 张冬梅 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第S02期114-123,共10页

以南通地铁1号线青年路联络线小曲率半径盾构项目为工程背景,针对小曲率半径隧道施工超挖和转弯引起的地层变形问题,利用数值模拟和现场监测相结合的方法,揭示小曲率半径隧道施工对地层变形的影响规律。数值和监测结果表明:不同于直线... 以南通地铁1号线青年路联络线小曲率半径盾构项目为工程背景,针对小曲率半径隧道施工超挖和转弯引起的地层变形问题,利用数值模拟和现场监测相结合的方法,揭示小曲率半径隧道施工对地层变形的影响规律。数值和监测结果表明:不同于直线盾构隧道推进对地层的影响规律,曲线段盾构隧道掘进过程中曲线外侧地表沉降量小于曲线内侧;并且由于盾构隧道转弯过程中刀盘在内侧超挖,在内侧产生了附加卸荷作用,使隧道上方土体沉降和下方土体的隆起显著增加。隧道转弯施工引起隧道上方土体的水平位移基本对称,位移方向为指向隧道中心方向;对于隧道中心处周围的深层土体而言,隧道转弯施工引起的内外两侧土体水平位移呈非对称状态,方向指向隧道外侧方向。 展开更多

关键词 小曲率半径 盾构隧道 砂土地层 地层扰动 现场监测 数值模拟

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盾构法施工荷载对小半径曲线隧道管片防水性能的影响研究 被引量：8

17

作者 王泓颖 鲜晴羽 +3 位作者 刘大刚 张乾坤 刘玉国 刘志杰 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2019年第9期1453-1460,共8页

为探究小半径曲线盾构隧道施工过程中施工荷载对管片防水性能的影响,依托深圳国际会展中心配套市政项目盾构段,选取油缸推力和螺栓预紧力作为主要施工荷载,采用ANSYS建立管片结构模型和弹性密封垫模型,对施工荷载下管片的张开量以及相... 为探究小半径曲线盾构隧道施工过程中施工荷载对管片防水性能的影响,依托深圳国际会展中心配套市政项目盾构段,选取油缸推力和螺栓预紧力作为主要施工荷载,采用ANSYS建立管片结构模型和弹性密封垫模型,对施工荷载下管片的张开量以及相应张开量下的管片防水性能进行研究,得到施工荷载对管片防水性能的影响。研究结果表明:1)油缸推力对环缝影响较大,会加大环缝张开量,但对纵缝影响较小;2)管片间弹性密封垫的防水性能随管片张开量的增加先增大后减小,在张开量为2mm以及大于6mm时存在渗水风险;3)以张开量2mm为计算控制标准,油缸推力使直线段管片防水性能下降8%,曲线段下降15%;4)增大螺栓预紧力能略微提高直线段管片的防水性能,但对曲线段管片的防水性能无影响,曲线段整体防水性能较差。 展开更多

关键词 小半径曲线隧道 盾构管片 施工荷载 管片张开量 数值模拟

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南京地铁盾构隧道纵横断面结构安全评估研究 被引量：4

18

作者 高永 孙俊 《都市快轨交通》 北大核心 2015年第6期60-64,70,共6页

南京地铁河西地区盾构隧道长期运营后,因地下水位变化、地面超载、周边基坑土方开挖、列车振动荷载等各种外部因素,造成了隧道纵断面不均匀沉降、横断面变形、管片错台及开裂、管片间渗漏等病害,基于纵断面曲率半径、横断面收敛、防水... 南京地铁河西地区盾构隧道长期运营后,因地下水位变化、地面超载、周边基坑土方开挖、列车振动荷载等各种外部因素,造成了隧道纵断面不均匀沉降、横断面变形、管片错台及开裂、管片间渗漏等病害,基于纵断面曲率半径、横断面收敛、防水极限及螺栓强度极限的理论推算,结合与实测数值的对比,判断隧道防水性能及结构状态,为隧道的安全运营维护提供决策依据。 展开更多

关键词 南京地铁 盾构隧道 横断面 纵断面 曲率半径 收敛

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小半径曲线盾构隧道掘进施工地表变形计算 被引量：44

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作者 孙捷城 路林海 +3 位作者 王国富 周国锋 谭生永 韩帅 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期63-72,共10页

小半径曲线盾构隧道施工地表变形规律复杂,其变形预测尚无相应的解析计算方法。基于Mindlin解,推导小半径曲线盾构开挖面不均匀附加推力、盾壳不均匀摩擦力、线路两侧盾尾间隙差异所引起的地表变形计算公式,结合工程实例进行验证,并探... 小半径曲线盾构隧道施工地表变形规律复杂,其变形预测尚无相应的解析计算方法。基于Mindlin解,推导小半径曲线盾构开挖面不均匀附加推力、盾壳不均匀摩擦力、线路两侧盾尾间隙差异所引起的地表变形计算公式,结合工程实例进行验证,并探讨不平衡力差异系数及曲线半径对地表变形的影响规律。研究表明:开挖面附加推力引起的纵向地表变形沿原点呈反对称分布,盾壳摩擦力引起的纵向地表变形沿盾壳中央呈反对称分布,盾尾注浆压力引起的纵向地表隆起在管片脱出盾壳处形成峰值,向两侧呈对称分布且逐渐减小;总地表竖向变形在刀盘前方5m至后方20m呈现急速沉降,在刀盘前方8~25m范围呈现轻微隆起,在刀盘后方30m以后变形基本平稳。曲线盾构施工横向地表变形沿隧道轴线呈现非对称性,横向地表沉降槽偏移量随线路两侧开挖面附加推力及盾壳摩擦力差异的增大而增大;地层损失及地表沉降随盾构曲线半径的减小而逐渐增大。 展开更多

关键词 地铁 隧道工程 曲线盾构施工 小半径曲线 MINDLIN解 地表变形

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软硬不均地层盾构隧道纵向差异沉降相似模型试验研究 被引量：13

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作者 陈晓坚 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2019年第A01期57-64,共8页

为探明不同海水水位、地层损失作用下穿越软硬不均地层盾构隧道结构纵向变形与发展,依托厦门地铁2号线跨海区间隧道工程,采用相似模型试验,以堆载模拟上覆水位荷载、漏砂法模拟下卧地层损失,分析上覆荷载、下卧地层损失下隧道沉降和曲... 为探明不同海水水位、地层损失作用下穿越软硬不均地层盾构隧道结构纵向变形与发展,依托厦门地铁2号线跨海区间隧道工程,采用相似模型试验,以堆载模拟上覆水位荷载、漏砂法模拟下卧地层损失,分析上覆荷载、下卧地层损失下隧道沉降和曲率半径分布规律。结果表明:1)上覆海水水位荷载下,隧道纵向沉降呈"勺形"分布,沉降过渡区范围为20环,原型长度为30m;2)随上覆荷载增大,沉降过渡区差异沉降呈二次函数增大,曲率半径呈指数形式减小,当上覆海水水位荷载为7.50kPa时,原型水压为60kPa(历史最高水位6m),曲率半径最小,对应原型曲率半径为156450m,远大于《规范》控制值(15000m);3)下卧地层损失下,隧道纵向沉降呈"高斯"分布,沉降槽范围为24环,原型长度为36m;4)随下卧地层损失增加,沉降槽差异沉降值呈三次函数关系增大,曲率半径呈三次函数关系减小,当地层损失率为4.57%时,原型沉降槽曲率半径达到《规范》规定控制值(15000m)。 展开更多

关键词 盾构隧道 模型试验 海水水位 地层损失 差异沉降 曲率半径

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