GTS在隧道和地鐵工程中的應(yīng)用ppt課件

1、MIDAS IT Co., Ltd.1MidasUser崔崔藝藝斌斌 廣州市建筑科廣州市建筑科學(xué)研討學(xué)研討院院2019年年9月月23日日We Analyze and Design the FutureMidasUserMIDAS IT Co., Ltd.2MidasUser隧道及地鐵工程中的常遇問題隧道及地鐵工程中的常遇問題利用利用GTSGTS的處理方案運(yùn)用的處理方案運(yùn)用 (1) (1) 隧道工程施工方法選擇隧道工程施工方法選擇. . (2) (2) 隧道工程與其他工程的相互作用分析隧道工程與其他工程的相互作用分析. .三三. . 隧道工程中假設(shè)干部分細(xì)節(jié)計算的思索方法隧道工程中假設(shè)干部分細(xì)節(jié)

2、計算的思索方法. .部分部分MIDAS IT Co., Ltd.3MIDAS IT Co., Ltd.4MidasUser 1 1 施工工況的優(yōu)化和選擇針對隧道本身施工工況的優(yōu)化和選擇針對隧道本身 工程閱歷缺乏工程閱歷缺乏 隧道洞口偏壓隧道洞口偏壓 雙雙/ /三聯(lián)拱隧道三聯(lián)拱隧道 大斷面大斷面 淺埋暗挖隧道淺埋暗挖隧道 小凈距隧道主思索掘進(jìn)長度的三維分析等小凈距隧道主思索掘進(jìn)長度的三維分析等 結(jié)合蘇州鳳凰山雙聯(lián)拱隧道工程結(jié)合蘇州鳳凰山雙聯(lián)拱隧道工程 2 2 隧道及地下工程開挖對已有建筑設(shè)備的影響隧道及地下工程開挖對已有建筑設(shè)備的影響 結(jié)合深圳地鐵結(jié)合深圳地鐵5 5號線某樁基托換工程號線某樁基托

3、換工程 3 3 新建地下工程對已建地下工程的影響評價新建地下工程對已建地下工程的影響評價 結(jié)合廣佛地鐵二、八線沙園地鐵車站及曲線盾構(gòu)隧道相鄰結(jié)合廣佛地鐵二、八線沙園地鐵車站及曲線盾構(gòu)隧道相鄰 建建筑深基坑開挖工程筑深基坑開挖工程MIDAS IT Co., Ltd.5二、利用二、利用GTSGTS的處理方案運(yùn)用的處理方案運(yùn)用MIDAS IT Co., Ltd.6 1 1 施工工況的優(yōu)化和選擇針對隧道本身施工工況的優(yōu)化和選擇針對隧道本身 結(jié)合鳳凰山雙聯(lián)拱隧道工程結(jié)合鳳凰山雙聯(lián)拱隧道工程 蘇州鳳凰山隧道工程位于蘇州市吳中區(qū)木瀆鎮(zhèn)境內(nèi)，屬寶帶西路延伸段改建工程的一部分,穿越七子山西北側(cè)鳳凰公墓區(qū)，隧址區(qū)

4、為一小山體。蘇州鳳凰山隧道工程分一期和二期工程進(jìn)展建立。鳳凰山隧道一期工程為一座連拱隧道。 鳳凰山隧道一期工程連拱隧道全長175m，起訖樁號分別為K1+985和K2+160,其中明暗洞分界樁號為K2+001及K2+144，暗洞段長143m，屬短隧道。隧道最大埋深23m，埋深小于10m的暗洞長度占整個暗洞的比例約為34，屬典型淺埋隧道。根據(jù)地質(zhì)報告，隧址區(qū)地質(zhì)條件較差，根本為級圍巖，隧道最大開挖跨度32.2m，屬脆弱圍巖大跨隧道。因此，鳳凰山連拱隧道屬脆弱圍巖中淺埋大跨隧道，施工具有較大難度。MIDAS IT Co., Ltd.71 1基于荷載基于荷載- -構(gòu)造法的隧道構(gòu)造靜力計算分析構(gòu)造法的隧

5、道構(gòu)造靜力計算分析h=4.1m43eee43eqze1e22ee1q21q地 面B=32.22mh=11.58mH2=17mH1=25mmqMIDAS IT Co., Ltd.8圖1-1 二次襯砌的側(cè)向變形圖圖1-2 二次襯砌的豎向變形圖圖1-3 二次襯砌軸力圖圖1-4 二次襯砌彎矩圖MIDAS IT Co., Ltd.92 2基于地層基于地層- -構(gòu)造法的隧道構(gòu)造靜力計算分析構(gòu)造法的隧道構(gòu)造靜力計算分析 鳳凰山連拱隧道毛洞跨度到達(dá)32.2m，且存在一定的偏壓景象，以前類似的工程較少，可以自創(chuàng)的閱歷不多，給設(shè)計帶來了較大的困難，因此應(yīng)對其進(jìn)展相關(guān)計算，對設(shè)計進(jìn)展校核。 圖2-1 聯(lián)拱隧道整體模

6、型MIDAS IT Co., Ltd.10圖2-2 聯(lián)拱隧道部分模型MIDAS IT Co., Ltd.11圖2-3 中導(dǎo)洞開挖后的地層豎向位移圖 圖2-4 左洞開挖后的地層豎向位移圖 圖2-5 右洞開挖后的地層豎向位移圖 MIDAS IT Co., Ltd.12圖2-8 中隔墻最大壓應(yīng)力圖 圖2-6 圍巖塑性拉應(yīng)力區(qū)圖 圖2-9 中隔墻最大拉應(yīng)力圖 圖2-7 圍巖塑性壓應(yīng)力區(qū)圖 MIDAS IT Co., Ltd.13圖2-10 導(dǎo)洞法開挖暫時支護(hù)和初支部分內(nèi)力圖 MIDAS IT Co., Ltd.14圖2-12 二次支護(hù)組合應(yīng)力圖 圖2-11 二次支護(hù)構(gòu)造軸力與彎矩圖 MIDAS IT

7、Co., Ltd.15MIDAS IT Co., Ltd.162 2 隧道及地下工程開挖對已有建筑設(shè)備的影響隧道及地下工程開挖對已有建筑設(shè)備的影響 結(jié)合深圳地鐵結(jié)合深圳地鐵5 5號線某樁基托換工程號線某樁基托換工程MIDAS IT Co., Ltd.17MIDAS IT Co., Ltd.18MIDAS IT Co., Ltd.19闡明：闡明： 1 1，該工程為國內(nèi)鐵道第三設(shè)計院與韓國某工程咨詢，該工程為國內(nèi)鐵道第三設(shè)計院與韓國某工程咨詢協(xié)作，利用協(xié)作，利用GTSGTS所做的一個深圳地鐵所做的一個深圳地鐵5 5號線的樁基托換工號線的樁基托換工程。程。 2 2，計算主要思索兩點：，計算主要思索兩

8、點： 1 1由于盾構(gòu)隧道穿過樁根底，因此需求對原樁根由于盾構(gòu)隧道穿過樁根底，因此需求對原樁根底進(jìn)展托換，調(diào)查托換后對原有上部構(gòu)造的影響。底進(jìn)展托換，調(diào)查托換后對原有上部構(gòu)造的影響。 2 2在托換以后地鐵盾構(gòu)將穿越樁基，計算模擬地在托換以后地鐵盾構(gòu)將穿越樁基，計算模擬地鐵掘進(jìn)穿越樁基整個過程中，樁基所遭到的側(cè)向土壓力鐵掘進(jìn)穿越樁基整個過程中，樁基所遭到的側(cè)向土壓力的影響以及由此呵斥的上部構(gòu)造的反響。的影響以及由此呵斥的上部構(gòu)造的反響。MIDAS IT Co., Ltd.20 3 新建地下工程對已建地下工程的影響評價 結(jié)合廣佛地鐵二、八線沙園地鐵車站及曲線盾構(gòu)隧道相鄰建筑深 基坑開挖工程 本工程地

9、塊位于廣州市海珠區(qū)工業(yè)大道北十一橡膠廠內(nèi)。地下室外形為一不規(guī)那么多邊形，東側(cè)是工業(yè)大道，其規(guī)劃道路紅線為40米；場地東南側(cè)臨近已完成主體構(gòu)造施工的沙園地鐵站，東北側(cè)臨近廣佛線地鐵隧道。南側(cè)是榕景路，其規(guī)劃道路紅線為26米；西側(cè)與26米規(guī)劃路相接；北側(cè)與規(guī)劃路相接。 該工程基坑部分及地鐵風(fēng)亭部分由廣州市建筑科學(xué)研討院設(shè)計，期間思索到對地鐵的維護(hù)，需求對基坑開挖對地鐵及附屬構(gòu)造所呵斥的影響做出整體評價，因此對該工程進(jìn)展了整體數(shù)值計算，并結(jié)合大量工程實踐閱歷作出合理設(shè)計。 工程現(xiàn)狀：目前地鐵車站曾經(jīng)施工完成，由于盾構(gòu)隧道的工期與基坑工期先后不能確定，因此計算一并思索了盾構(gòu)隧道。MIDAS IT Co

10、., Ltd.2114.3513.5614.0413.5612.0810.8612.4814.8914.8814.8915.198.287.487.487.367.757.4214.10ABCDEFGHIJKLMNPQ10.609.87.807.807.8014.8910.2310.359.69.69.68.088.0814.7514.3014.0013.4013.4014.5914.58工程總體平面圖工程總體平面圖工期工期MIDAS IT Co., Ltd.22工程一切構(gòu)造位置關(guān)系圖工程一切構(gòu)造位置關(guān)系圖MIDAS IT Co., Ltd.23新建基坑與地鐵盾構(gòu)隧道、地鐵車站的數(shù)值計算部分新

11、建基坑與地鐵盾構(gòu)隧道、地鐵車站的數(shù)值計算部分整體模型網(wǎng)格整體模型網(wǎng)格MIDAS IT Co., Ltd.24MIDAS IT Co., Ltd.25計算目的：計算目的： 由于基坑在車站及盾構(gòu)隧道左側(cè)開挖呵斥艱苦卸載，由于基坑在車站及盾構(gòu)隧道左側(cè)開挖呵斥艱苦卸載，因此需求由此對地鐵設(shè)備所呵斥的影響：因此需求由此對地鐵設(shè)備所呵斥的影響： 1 1地鐵車站與盾構(gòu)隧道銜接處與基坑挖通，卸地鐵車站與盾構(gòu)隧道銜接處與基坑挖通，卸載最大，應(yīng)充分思索車站右側(cè)土壓力對現(xiàn)有車站構(gòu)造的載最大，應(yīng)充分思索車站右側(cè)土壓力對現(xiàn)有車站構(gòu)造的不利影響不利影響a a 2 2曲線盾構(gòu)隧道段沿基坑?xùn)|南側(cè)整體卸載，土曲線盾構(gòu)隧道段沿基

12、坑?xùn)|南側(cè)整體卸載，土體回彈將使盾構(gòu)隧道向基坑側(cè)挪動，需求對其影響進(jìn)展體回彈將使盾構(gòu)隧道向基坑側(cè)挪動，需求對其影響進(jìn)展整體評價。整體評價。 3 3思索到盾構(gòu)井間隔基坑很近，因此需求思索思索到盾構(gòu)井間隔基坑很近，因此需求思索對盾構(gòu)井的影響對盾構(gòu)井的影響 MIDAS IT Co., Ltd.26 圖3-1 整體X方向位移圖MIDAS IT Co., Ltd.27 圖3-2 整體Y向位移圖MIDAS IT Co., Ltd.28 圖3-3 整體Z向位移圖MIDAS IT Co., Ltd.29 圖3-4 構(gòu)造單元內(nèi)力圖MIDAS IT Co., Ltd.30MIDAS IT Co., Ltd.31MI

13、DAS IT Co., Ltd.32MIDAS IT Co., Ltd.33MIDAS IT Co., Ltd.34車站右側(cè)程度位移車站右側(cè)程度位移車站左側(cè)程度位移車站左側(cè)程度位移MIDAS IT Co., Ltd.35MIDAS IT Co., Ltd.36結(jié)論結(jié)論1 1： 經(jīng)過整體數(shù)值計算分析，地鐵車站在一側(cè)艱苦卸載的經(jīng)過整體數(shù)值計算分析，地鐵車站在一側(cè)艱苦卸載的情況下，開挖近側(cè)發(fā)生向基坑側(cè)的位移，即車站與隧道銜情況下，開挖近側(cè)發(fā)生向基坑側(cè)的位移，即車站與隧道銜接處整體向基坑側(cè)挪動，車站尾部遠(yuǎn)離基坑側(cè)向遠(yuǎn)離基接處整體向基坑側(cè)挪動，車站尾部遠(yuǎn)離基坑側(cè)向遠(yuǎn)離基坑挪動，根據(jù)閱歷和以往學(xué)術(shù)論文，在

14、此位移下基坑開坑挪動，根據(jù)閱歷和以往學(xué)術(shù)論文，在此位移下基坑開挖對車站影響較小。挖對車站影響較小。 MIDAS IT Co., Ltd.37MIDAS IT Co., Ltd.38MIDAS IT Co., Ltd.39結(jié)論結(jié)論2 2： 由于曲線盾構(gòu)隧道沿著基坑布置，因此基坑開挖對隧由于曲線盾構(gòu)隧道沿著基坑布置，因此基坑開挖對隧道影響較大，且隧道襯砌板單元外表應(yīng)力較大，內(nèi)力道影響較大，且隧道襯砌板單元外表應(yīng)力較大，內(nèi)力也較大，思索到平安性設(shè)計中采用在隧道部分留土維護(hù)。也較大，思索到平安性設(shè)計中采用在隧道部分留土維護(hù)。 MIDAS IT Co., Ltd.40MIDAS IT Co., Ltd.

15、41結(jié)論結(jié)論3 3： 思索到盾構(gòu)井較小，且支護(hù)剛度較大，經(jīng)計算位移較思索到盾構(gòu)井較小，且支護(hù)剛度較大，經(jīng)計算位移較小，基坑開挖對其影響不大，但思索到盾構(gòu)井與隧道銜接小，基坑開挖對其影響不大，但思索到盾構(gòu)井與隧道銜接處屬于應(yīng)力集中部位，因此在也做留土處置。處屬于應(yīng)力集中部位，因此在也做留土處置。 MIDAS IT Co., Ltd.42三、隧道及地鐵工程中細(xì)部計算模擬的幾點方法研討 高校 1，公路隧道初支與二次支護(hù)作用模擬 2，盾構(gòu)隧道管片銜接 MIDAS IT Co., Ltd.431 1，公路鐵路隧道中關(guān)于初支和二次支護(hù)的模擬，公路鐵路隧道中關(guān)于初支和二次支護(hù)的模擬主要有以下幾種方法：主要有

16、以下幾種方法：1 1調(diào)查支護(hù)構(gòu)造的應(yīng)力情況；通常采用平面應(yīng)變或者實體單調(diào)查支護(hù)構(gòu)造的應(yīng)力情況；通常采用平面應(yīng)變或者實體單元來模擬初支和二次支護(hù)，可以得到準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果。元來模擬初支和二次支護(hù)，可以得到準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果。2 2調(diào)查支護(hù)構(gòu)造的內(nèi)力用于配筋計算；調(diào)查支護(hù)構(gòu)造的內(nèi)力用于配筋計算； 通常采用梁單元來模擬通常采用梁單元來模擬二次支護(hù)，初支可以采用梁單元，也可以采用平面應(yīng)變單元，但多二次支護(hù)，初支可以采用梁單元，也可以采用平面應(yīng)變單元，但多采用平面應(yīng)變單元。采用平面應(yīng)變單元。MIDAS IT Co., Ltd.441 1，公路鐵路隧道中關(guān)于初支和二次支護(hù)的模擬，公路鐵路隧道中關(guān)于初支和

17、二次支護(hù)的模擬初支和二次支護(hù)的銜接方法：初支和二次支護(hù)的銜接方法：3 3目前尚不能合理的模擬初支與二次支護(hù)之間的預(yù)留變形縫，目前尚不能合理的模擬初支與二次支護(hù)之間的預(yù)留變形縫，在建立模型的時候普通不思索。在建立模型的時候普通不思索。4 4假設(shè)采用荷載構(gòu)造法研討初支和二次支護(hù)構(gòu)造之間的作用，假設(shè)采用荷載構(gòu)造法研討初支和二次支護(hù)構(gòu)造之間的作用，可以采用僅受壓彈簧來模擬該方法目前只能用于一次計算中可以采用僅受壓彈簧來模擬該方法目前只能用于一次計算中5 5假設(shè)采用實體單元來模擬初支和二次支護(hù)，可以采用設(shè)置接假設(shè)采用實體單元來模擬初支和二次支護(hù)，可以采用設(shè)置接觸單元的方法來模擬初支和二次支護(hù)之間的作用，

18、對接觸單元的參觸單元的方法來模擬初支和二次支護(hù)之間的作用，對接觸單元的參數(shù)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和選擇。數(shù)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和選擇。MIDAS IT Co., Ltd.452 2，地鐵隧道中，盾構(gòu)管片之間的銜接，地鐵隧道中，盾構(gòu)管片之間的銜接1 1管片與管片之間采用鉸銜接，管片與管片縱向之間不思索。管片與管片之間采用鉸銜接，管片與管片縱向之間不思索。 釋放掉管片與管片銜接處的轉(zhuǎn)動自在度釋放掉管片與管片銜接處的轉(zhuǎn)動自在度2 2管片與管片之間采用弱化單元銜接。管片與管片之間采用弱化單元銜接。 思索管片與管片之間的彎矩傳送思索管片與管片之間的彎矩傳送3 3管片與管片之間采用彈簧銜接。管片與管片之間采用彈簧銜接。 MIDAS IT Co., Ltd.46MIDAS IT Co., Ltd.47MIDAS IT Co., Ltd.48MIDAS IT Co., Ltd.49 結(jié) 論一、 隨著城市地下工程的迅速開展，以