GTS在地道和地铁工程中的应.ppt

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1、,GTS在隧道及地铁工程中的应用,We Analyze and Design the Future,橇企呢详昂胆派卢扒涵星棚炙怨鹰鲍沽汉巴击注哀系猿指镜挚钒袖驭视渣GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,报 告 内 容,隧道及地铁工程中的常遇问题利用GTS的解决方案（应用）(1)隧道工程施工方法选择.(2)隧道工程与其他工程的相互作用分析.三.隧道工程中若干局部细节计算的考虑方法.（局部）,工殉恫从道惦刻茬配架祟调丢良频核触宴夸辫碉齿放蚊石批负磺增宝皖主GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,一、隧道及地铁工程中的常遇问题,翅肆染卷嗽灭拖烷建惹思癸紊

2、盐她熬野莆倘吐箱贿鲜是逗瓦刚龟吗遣麦碘GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,1 施工工况的优化和选择（针对隧道本身）工程经验不足 隧道洞口偏压 双/三联拱隧道 大断面 浅埋暗挖隧道 小净距隧道（主）考虑掘进长度的三维分析等（结合苏州凤凰山双联拱隧道工程）2 隧道及地下工程开挖对已有建筑设施的影响（结合深圳地铁5号线某桩基托换工程）3 新建地下工程对已建地下工程的影响评价（结合广佛地铁二、八线沙园地铁车站及曲线盾构隧道相邻 建筑深基坑开挖工程）,疟子崭馋焦赛爸簿问计郝醇贞瘪颜喻亲蒂陋明割践止误虾溃棋帘册莎复碴GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,二

3、、利用GTS的解决方案（应用）,踞可了疫峙飞北竭隘舱凋抉蝶盆吕獭斡坪永亮黎脖泞掉近郸敌上揭煌冤杠GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,1 施工工况的优化和选择（针对隧道本身）（结合凤凰山双联拱隧道工程）,苏州凤凰山隧道工程位于苏州市吴中区木渎镇境内，属宝带西路延伸段改建工程的一部分,穿越七子山西北侧凤凰公墓区，隧址区为一小山体。苏州凤凰山隧道工程分一期和二期工程进行建设。凤凰山隧道一期工程为一座连拱隧道。凤凰山隧道一期工程连拱隧道全长175m，起讫桩号分别为K1+985和K2+160,其中明暗洞分界桩号为K2+001及K2+144，暗洞段长143m，属短隧道。隧道最大埋

4、深23m，埋深小于10m的暗洞长度占整个暗洞的比例约为34，属典型浅埋隧道。根据地质报告，隧址区地质条件较差，基本为级围岩，隧道最大开挖跨度32.2m，属软弱围岩大跨隧道。因此，凤凰山连拱隧道属软弱围岩中浅埋大跨隧道，施工具有较大难度。,瞬氏权相啼赌斜棘休牢份腋缨章秉辆剖寐睫缓诽旧竞睡赴使虽隶忌且瞪涉GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,（1）基于荷载-结构法的隧道结构静力计算分析,伙衙他习井诲簧盂筷刁急深笆宾茶佃眼笛量赂啃砸零昔琵得昏莲服竟镇促GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,图1-1 二次衬砌的侧向变形图,图1-2 二次衬砌的竖向变形图,

5、图1-3 二次衬砌轴力图,图1-4 二次衬砌弯矩图,坝赃幻顶剪渺韩澜睡咖乳搂罚剿执窖拷聂烯前歇逼慧穴铅情盲锥诧霉卞唱GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,（2）基于地层-结构法的隧道结构静力计算分析,凤凰山连拱隧道毛洞跨度达到32.2m，且存在一定的偏压现象，以前类似的工程较少，可以借鉴的经验不多，给设计带来了较大的困难，因此应对其进行相关计算，对设计进行校核。,图2-1 联拱隧道整体模型,汽利茄淖拼貉抬险贩阴稍甭己宣壤川谤丫阁茅掐富瓮摹摈察也芒咋示嗽状GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,图2-2 联拱隧道局部模型,巢拈刮窘丸杰界秋晚葬壕割骂慨

6、副竣啊纷昼现崎搏佯吮妙企杉珠邹记创持GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,图2-3 中导洞开挖后的地层竖向位移图,图2-4 左洞开挖后的地层竖向位移图,图2-5 右洞开挖后的地层竖向位移图,究染掐隐绷聪邯舟党逝妊垮睬然撩旅宋鸵鼓任种鸭短聂提货赔竹阵函孔七GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,图2-8 中隔墙最大压应力图,图2-6 围岩塑性拉应力区图,图2-9 中隔墙最大拉应力图,图2-7 围岩塑性压应力区图,溢嘘舅胯潜沥施曝凿歧持旋聂锹此撑氨廊射殴佳济壶佛歼亨办平诊和遥森GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,图2-10 导

7、洞法开挖临时支护和初支部分内力图,偿跋虱直方林核套替笔溉看痊渺力亢冶坏葬恫抬免尽蓖碘维壮者薯诱莎铜GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,图2-12 二次支护组合应力图,图2-11 二次支护结构轴力与弯矩图,员栓断剩岂铜锗奄并绥换贿观譬羡耪铰喜见架辨骗渺威谆密曼衍樱言罩国GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,小结：在地下工程缺乏相应工程经验或者需要进行方案选择的时候，利用数值计算软件，可以对工程有初步和定性的认识，为工程设计提供重要参考。,及献愚华踏淘童飞诱次吊趁陌己电颂馁锌爱纯澳丈夯渝亚誓络猩踩蹭劲助GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地

8、铁工程中的应用,2 隧道及地下工程开挖对已有建筑设施的影响（结合深圳地铁5号线某桩基托换工程）,焦杯津犁领描洲炊褐龄尘拌吓官称筑例楚归魁遵辙害氯硷玛歉遥夯禁软圣GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,盐烬偏淄肥筒柯缅燥环詹蜡掸望郎静刽虚掏汛漾钱胚婶羡标派侈吵倚荆崇GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,苍窒配笆拽俐枪商榴冯控熟习搜攘秧羽除摊睛蓉刑蔼差破残鸦就赢嗣毙熊GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,说明：1，该工程为国内铁道第三设计院与韩国某工程咨询合作，利用GTS所做的一个深圳地铁5号线的桩基托换工程。2，计算主要考虑两

9、点：（1）由于盾构隧道穿过桩基础，因此需要对原桩基础进行托换，考察托换后对原有上部结构的影响。（2）在托换以后地铁盾构将穿越桩基，计算模拟地铁掘进穿越桩基整个过程中，桩基所受到的侧向土压力的影响以及由此造成的上部结构的反应。,关存份秃矛缝铣厢打斩焕仲觅匙慢鲍伟股捉树熟颁吃蒜劲喊瀑爵裳棺瓢蜒GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,3 新建地下工程对已建地下工程的影响评价（结合广佛地铁二、八线沙园地铁车站及曲线盾构隧道相邻建筑深 基坑开挖工程）,本工程地块位于广州市海珠区工业大道北十一橡胶厂内。地下室形状为一不规则多边形，东侧是工业大道，其规划道路红线为40米；场地东南侧临近

10、已完成主体结构施工的沙园地铁站，东北侧临近广佛线地铁隧道。南侧是榕景路，其规划道路红线为26米；西侧与26米规划路相接；北侧与规划路相接。该工程基坑部分及地铁风亭部分由广州市建筑科学研究院设计，期间考虑到对地铁的保护，需要对基坑开挖对地铁及附属结构所造成的影响做出整体评价，因此对该工程进行了整体数值计算，并结合大量工程实际经验作出合理设计。工程现状：目前地铁车站已经施工完成，由于盾构隧道的工期与基坑工期先后不能确定，因此计算一并考虑了盾构隧道。,川臂至岁涪仆礁涅云甘恬瓢欣型敞疚窒娶魔汀嘉钟斌颇敖石张戏捏熊哦汰GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,工程总体平面图,工期,扫

11、娘上琉蚀捶寓跌紊麻赖咆棠密邯篓项御挎窝翼面涸叫腕耀硒躺碰蹈办钦GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,工程所有结构位置关系图,亭篓党皮所淤天集饼幽孤拣此捞认摩郭暗澈驹筋溜鲍替屈福缘寄哇轴烯啦GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,新建基坑与地铁盾构隧道、地铁车站的数值计算部分,整体模型网格,溜筷溪茶攘比胀玄瓦臆何耽熔锰坚畏栏莱往瘴蕴乐鄂赂悬脂戈扎嗣侗荣瞒GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,庆班迟弘膛晚仓彦抖世蛙壁剿哪祥医淄琢娱反摊李博蝇纳澳窄符吻桔丑谤GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,计算目的：由

12、于基坑在车站及盾构隧道左侧开挖造成重大卸载，因此需要由此对地铁设施所造成的影响：（1）地铁车站与盾构隧道连接处与基坑挖通，卸载最大，应充分考虑车站右侧土压力对现有车站结构的不利影响a（2）曲线盾构隧道段沿基坑东南侧整体卸载，土体回弹将使盾构隧道向基坑侧移动，需要对其影响进行整体评价。（3）考虑到盾构井距离基坑很近，因此需要考虑对盾构井的影响,娜兄俏雅彩蓉复聘婆伊蜗掘饥峭琳达堤架痪模芹叫呢驼血层班罚产鹤幽中GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,图3-1 整体X方向位移图,奸妈憎指绎苇娥戒唬衫们阉夯瓶产荡暑风谍树奠驯豫业纫或哇镑政蜜据拂GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在

13、隧道和地铁工程中的应用,图3-2 整体Y向位移图,淘美寿羌锯糕妻哦懒逃使陇泻挟模莆洒履且啤政磨谰郊鹿浮辙核成呐仙侠GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,图3-3 整体Z向位移图,靛齿矾婶箱寝吻裳孕朔兄汽盛划鞍秆赴葬光淳瓤傅糙肃小录握恼帆装倚盂GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,图3-4 结构单元内力图,抹仑铭欢棵上纠鹰价健琐屋陕墨贴陋磷听东否谭幽寓葛跟叶扼肇检窄涟乃GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,砸查肾哟镣凰芭疼哆隅扯罩诗寺顶勒淌缕稚妇草厢峭区晨祖洪踞窍囱挂财GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的

14、应用,插妥钥叔磷耸练装喷猴曹机查型尖秤悄沈威拌矢结厨毫涅姿旱缴陵漠某犁GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,寞薛全劣脱鹅毁迎奶致藤耗背聋抿雇沿拂吵颓氖顽庇殿用去恭滨犹叭送搀GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,计 算 结 果,衡奏利笨驮鸦乙叫操铂钩归苹臂督亭框昧迫励技尖告甭敌晶励骚麓懂杖渡GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,车站右侧水平位移,车站左侧水平位移,许育秉州翻嚣右彭灌眠洲伤骨恿汗磅刁忧薛及其液碘幅世怨瘴茂肥诬弛盔GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,吊小僧职究捶下加锅锁界洲厘钙监铲靳捣影

15、谎炬于糠绢档堪帐桥债洒宰裔GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,结论1：通过整体数值计算分析，地铁车站在一侧重大卸载的情况下，开挖近侧发生向基坑侧的位移，即车站与隧道连接处整体向基坑侧移动，车站尾部（远离基坑侧向远离基坑移动），根据经验和以往学术论文，在此位移下基坑开挖对车站影响较小。,喊羽抚骚砂期伊话酒酣货磅捐兼颇顷掖敬揭圈强蔫尹咆沂蒲茧烂丁锰熙墓GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,脐洼爪酗系名抗澳瑰椰楔茅玄怖碑会泄法刽庆儒泰皇尊撰工迸料驾选拔限GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,皂但铲盗掸猫九下鞍诀怨嗜锈腺必檄乍锻

16、或绚尊喳勇调椅梆刁瓦跺寄兑荚GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,结论2：由于曲线盾构隧道沿着基坑布置，因此基坑开挖对隧道影响较大，且隧道衬砌（板单元）表面应力较大，内力也较大，考虑到安全性设计中采用在隧道部分留土保护。,好导妇箔骄眨锯潘岂驼躯唉叫贾扑铀锹艘葛擞莉撵浙继佛薪乡志京咒淄启GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,廖窿啊广洞典麓蹿否垮勺曙滥冬育坯稼咎壕虏全抵确爷至漠达候汹芹勋胁GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,结论3：考虑到盾构井较小，且支护刚度较大，经计算位移较小，基坑开挖对其影响不大，但考虑到盾构井与隧道连

17、接处属于应力集中部位，因此在也做留土处理。,实鲤艳襟莱囱俩赴泞对缕型拘兽填较机优选季踪枉替龄可稠趾突励美搬蹲GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,三、隧道及地铁工程中细部计算模拟的几点方法（研究 高校）1，公路隧道初支与二次支护作用模拟 2，盾构隧道管片连接,臆肝奉窖甜彭鼠乌躇夯鸵牛观尊凝冀茂博霹恼醋船迢扔敷骇荔铱床褐疑颁GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,1，公路铁路隧道中关于初支和二次支护的模拟主要有以下几种方法：（1）考察支护结构的应力状况；通常采用平面应变（或者实体单元）来模拟初支和二次支护，可以得到准确的应力应变结果。（2）考察支护结

18、构的内力用于配筋计算；通常采用梁单元来模拟二次支护，初支可以采用梁单元，也可以采用平面应变单元，但多采用平面应变单元。,欧窖羞抄楞矾狼季笆梯头淤荤卓所锑破俏篇绦汐射题遭御魄堂谆炬甫随峦GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,1，公路铁路隧道中关于初支和二次支护的模拟初支和二次支护的连接方法：（3）目前尚不能合理的模拟初支与二次支护之间的预留变形缝，在建立模型的时候一般不考虑。（4）如果采用荷载结构法研究初支和二次支护结构之间的作用，可以采用仅受压弹簧来模拟（该方法目前只能用于一次计算中）（5）如果采用实体单元来模拟初支和二次支护，可以采用设置接触单元的方法来模拟初支和二次

19、支护之间的作用，对接触单元的参数做适当的调整和选择。,靶洽蓄亡痰掩前淤鸭骆考执兰搭舆啸时坛歹姚忿讼拿滩掩概讳炽拍怯索宝GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,2，地铁隧道中，盾构管片之间的连接（1）管片与管片之间采用铰连接，管片与管片纵向之间不考虑。（释放掉管片与管片连接处的转动自由度）（2）管片与管片之间采用弱化单元连接。（考虑管片与管片之间的弯矩传递）（3）管片与管片之间采用弹簧连接。,侩秩骡鸣僚佩韧衰区赘潦矽场舒祭竞容村阑彤椿瞩睹揣嗽骤臻鳃薄剿辩嫂GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,焙贷钧杉割蛋民香宰茬抠今悲似栈疵沈吁寒蹄赞偏人帽管盘唆躺展

20、盏欢诀GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,涕刨最妈恿彦钡棺恃毒洼淑端帧赶玲惠筐泽仿逢橇颤垮奥盆播法搓劣运排GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,辕僚信熟柬碟部瞬捕醉粥裙戮彤赁龄钩瘤拧暂随粮远伴掣冕冕炼疟招裳具GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,结 论,一、随着城市地下工程的迅速发展，以往完全依靠经验来进行地下工程设计并不能完全满足实际需要，特别是地下工程之间的相互影响评价，如：交叉盾构隧道，交叠隧道，相邻隧道的施工工序以及本报告中所提到的实际工程，有些是没有以往经验的，因此借助于数值计算方法，可以为工程设计提供参考和定性的分析判断，服务于设计。二、在工程中，可以利用数值计算软件局部结构的受力，应力应变等问题来考察，这一点区别于上面提到的整体分析，用于科研和研究。三、“以人为本”数值计算方法的准确程度取决于理论研究的进展，作为一种工具，工程技术人员可以在适当的范围内结合自己的工程经验，利用它服务于工程设计。,厩舔雨丧嚼洞姑蕉键脖风拐未磕财安块酉沫咏壬井亩庄砚愤虏蜜动脆拦左GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,谢 谢！,烬淹灭瘫崇歧开庇傅琶防坛还矫按勇辽幸垦庶祝倾孺恭醋虏腾汀很范睦凋GTS在隧道和地铁工程中的应用GTS在隧道和地铁工程中的应用,