车站端头井内部盾构调头施工过程结构的计算分析

在明挖车站端头井内部进行盾构调头时,为保证盾构调头的技术距离要求,影响盾构调头的框架柱必须在盾构调头完成后浇筑.由于主要受力构件框架柱的施工次序的改变,将导致纵向框架梁的内力发生变化.当框架梁截面刚度较小时,内力的变化会使框架梁产生较大并且不可恢复的位移和变形,从而影响车站内部结构后期的正常使用.因此,重点分析计算与控制盾构调头过程中的框架梁受力和变形,是同类型车站的设计重点.     

深软场地地铁车站深基坑开挖变形实测分析

研究目的:对某大型地铁车站深基坑开挖过程中的软弱场地变形监测结果进行了统计分析,对基坑开挖引起的地面沉降、墙体水平位移和立柱桩体沉降的时空变化规律进行了整体分析,尤其是对不同基坑开挖深度对基坑变形速度的影响规律进行了总结。相关的结论和建议对城市软弱地基内地铁车站深基坑的变形监测方案设计、施工组织设计和施工安全控制等都具有一定的参考价值和指导意义。研究结论:(1)在深软场地深基坑开挖完成后地铁车站主体结构施工过程中拆撑可能造成地面的沉降比基坑开挖过程中产生的累积沉降还要大,应加强地铁主体结构施工过程中地面的沉降观测;(2)基坑侧壁水平累积位移与每次开挖土层厚度及其土层性质关系密切,随着开挖土层埋深的增大,基坑侧壁水平累积位移累积速度明显加快;(3)当基坑开挖深度有较大差异和基坑底部土层厚度分布极不均匀时,应考虑验算立柱桩的差异沉降;(4)软弱场地深基坑工程开挖引起的场地变形时空效应非常明显,随着开挖的进行,应沿纵向按限定长度逐段开挖,在每个开挖段分层、分小段开挖。     

基坑开挖对已建地铁站结构的安全性影响研究

研究目的:已建地铁站后续物业开发时,超大基坑施工过程对地铁车站结构的影响较大,为了保证地铁运营的安全性,本文运用数值仿真分析模型,研究了基坑施工过程土体应力、应变特征,分析了基坑开挖对地铁车站结构的影响,评估了地铁车站结构的安全性,对项目进行可行性分析,并给出建议措施。研究结论:(1)地铁车站后续物业开发会对车站结构及轨道产生不利的变形影响;(2)基坑开挖过程中,地层的变形主要出现在基坑底部,施工时,应制定合理的施工方案,遵循"时空效应"原则,避免大块土体开挖;(3)模拟过程中,基坑沉降对地铁车站的影响主要表现在引起局部应力集中,需要对施工过程的关键点进行合理的简化,以保证模拟的准确性和计算的完备性;(4)施工过程中需加强对近邻地铁车站结构的变形监控工作,以保证线路安全营运和施工的顺利进行;(5)本文根据实际工程进行分析研究,其成果可应用于地铁后续物业开发对已建地铁结构影响问题的处理。     

复杂基坑施工对相邻地铁车站沉降的影响分析

研究目的:既有的地铁车站周边常存在后续的商业开发,基坑邻近车站施工会对其结构变形产生不利的影响。本文以天津市天河城购物中心复杂基坑施工为背景,通过三维数值分析,计算基坑的两种开挖方案引起的相邻天津地铁3号线和平路站的沉降值,并评估两种方案对地铁结构安全性的影响,为施工方案的选择提供依据。研究结论:(1)基坑在降水与开挖共同作用下,坑底出现微隆起,基坑周边地表出现沉降槽,地铁车站以沉降变形为主;(2)原方案能更好地控制地铁车站变形,调整方案引起的车站最终沉降略大于原方案;(3)两种方案均能满足地铁变形控制要求,调整方案的工期比原方案减少3个月,经综合比选后推荐采取调整方案;(4)本文根据实际工程进行分析研究,其成果可应用于基坑紧邻地铁施工对既有地铁车站影响的处理。     

地铁盾构隧道始发端近距离侧穿老旧建筑沉降控制措施

地铁车站端头附近建筑物易受基坑降水、基坑开挖、盾构始发、盾构掘进等多重影响。为研究新建地铁盾构隧道施工对既有老旧建筑的影响,以太原地铁2号线某盾构区间为例,根据工程地质情况及周边环境情况,设计提出如下措施:(1)盾构始发采用“钢套筒+洞外3 m冻结壁”的加固措施;(2)建筑物外侧打设复合锚杆桩主动加固建筑物;(3)盾构管片采用多孔管片,盾构通过后再注浆加固地层。数值模拟和现场实测表明,“钢套筒+洞外3 m冻结壁”的加固措施可有效保证富水砂层盾构始发的施工安全;盾构隧道侧穿建筑时,采用复合锚杆桩可有效控制建筑沉降。     

饱和软土敏感环境地铁车站的盾构法施工技术方案

通过梳理国内外盾构法地铁车站发展现状,对上海典型软土地区采用盾构法施工地铁车站的关键问题及技术方案进行了探讨。根据上海超大客流的实际情况和国内既有规范要求,盾构法施工车站的消防疏散设计与车站规模之间的矛盾是需要重点考虑的问题,而车站的建筑布局方案是解决问题的关键。基于单圆盾构、三圆盾构及类矩形盾构,提出了四种车站断面设计思路。还根据国内外消防规范的主要区别,提出了相应的结构设计要点和施工控制策略。     

特殊环境下盾构吊出井基坑支护监测分析

由于总体工期需要,在不施工车站主体结构底板前提下,盾构提前吊出.为确保吊出井基坑周围环境安全及盾构成功吊出,布置详细监测方案.在盾构吊出过程中进行现场监测,分析桩顶水平位移、围护桩侧向变形及支撑轴力等力学特性.结果表明,基坑设计安全保守,不仅满足基坑开挖临时支护的要求,也满足最不利工况下盾构吊出;开创首例不施工结构底板,盾构提前吊出,为优化盾构吊出条件提供成功案例及可借鉴的思路.     

运营铁路站内密闭空间多台盾构机调头技术研究

本文结合苏州轨道交通4号线苏锦村站-火车站站-北寺塔站两个盾构区间在已完工的火车站站内调头作业实例,对密闭小空间内多台盾构同时调头的可行性方案进行系统性对比分析,研究制定出盾构掘进施工、盾构调头施工及二次始发掘进施工等技术措施,有效解决了工期紧、施工难度高、对周边环境影响大等技术难题并节约了成本,具有较好的经济效益和社会效益,可为同类工程提供借鉴和参考。     

地铁车站施工地连墙横向变形的空间演化规律

研究目的:地铁车站往往位于城市中心,周边限制条件较多,车站基坑地连墙的横向变形是地铁施工面临的关键问题之一。地连墙横向变形规律复杂,难以得到解析解,数值模拟也存在诸多假设条件。因此,有必要基于长期监测数据,进行空间演化规律及其统计特征的研究。研究结论:(1)时间效应对基坑横向变形影响显著,施工中需优化施工工序,控制无撑暴露时间;(2)车站基坑开挖期间地连墙变形速率显著增大,车站施工期间变形速率减缓,本工程墙体最大变形速率出现在第五层土体开挖期间;(3)车站基坑坑底开挖完成至底板浇筑期间,是地连墙横向变形的关键增长时期之一,变形速率较大,而主体垫层施工后墙体变形增长减缓,在底板浇筑完成后,墙体变形趋于稳定;(4)本研究成果可为类似地铁车站基坑的相关设计与施工提供参考。     

半幅铺盖法地铁车站基坑中立柱变形规律研究

研究目的:对于半幅铺盖法地铁车站基坑,中立柱作为其特有的支护结构,直接影响着施工安全,但中立柱变形规律复杂,在黄土地区对其还缺乏系统认识。本文以西安黄土地区首个半幅铺盖法地铁车站基坑为工程背景,对中立柱的变形机理及变形规律进行研究,以期为该施工工法条件下黄土地区车站基坑围护结构设计提供参考。研究结论:(1)中立柱的变形主要受基坑降水、车辆荷载、盖板及支撑自重、结构自重和坑底土体隆起影响,其中坑底土体隆起影响最为显著;(2)中立柱累计变形可以分为微小下沉阶段、连续上升阶段、下沉阶段和稳定阶段四个阶段,其中最大值发生在第二阶段;(3)中立柱隆起值随着土方开挖深度的增加而增大,因此设计时必须考虑中立柱隆起问题,确保中立柱具有足够长度;(4)采用钢筋混凝土支撑加路面板组成的临时路面系统和分八步实施的施工工序,可使中立柱沉降值在安全范围内;(5)该车站采用的施工方法和支护结构的各种设计参数可为以后黄土地区类似地铁车站基坑工程提供参考。     

高寒地区冬季盾构始发施工技术

以长春地铁一号线卫星广场~南环路区间左线盾构冬季始发施工为例,介绍了高寒地区盾构法始发施工方案及施工要点,提出了掘进施工准备方案与施工参数,重点阐述了盾构机本身的保温始发措施及其配套设施维护。通过对盾构设备的加强维护及对地铁车站的三层场地的保温布置,成功解决了高寒地区冬季地铁盾构始发施工的难题,保证了盾构机顺利始发掘进。     

京张高铁清华园隧道南延施工方案研究

为了避免京张高铁清华园隧道下穿学院南路引起的下挖改造及征拆难题,提出了清华园隧道南延施工方案,从基坑支护设计、地铁13号线和学院南路保护措施、施工组织与工期等方面,对盾构和明挖法施工方案的优劣进行分析,从投资、风险、工期以及场地条件等方面进行综合对比。根据比选结果,采用了盾构法施工方案,并对方案的实际施工效果进行跟踪调查分析,证实了盾构法在隧道延长工程中的有效性及合理性。     

昆明轨道交通3号线深基坑岩土工程勘察与评价

研究目的:昆明轨道交通3号线东西向穿越处于滇池盆地中的昆明市主城区,沿线工程地质条件、水文地质条件及周边环境复杂,通过3号线车站深基坑的工程地质及水文地质勘察,对场地的稳定性、基坑围护结构型式、降排水方案、基坑抗浮和隆起、基底处理及基坑施工等岩土工程问题进行分析评价。研究结论:(1)昆明轨道交通3号线东西向穿过昆明市主城区,岩土层次多,地下水较丰富,发育有可液化砂土、岩溶、浅层天然气等不良地质和人工填土、软土等特殊岩土,区域稳定性较差,工程地质条件及水文地质条件复杂;(2)通过对各深基坑地质条件及场地条件等的综合分析,各基坑主要宜采用明挖顺作法施工,局部受交通等条件限制地段采用逆作法施工;(3)处于盆地中的深基坑宜采用地下连续墙的支护结构,混凝土+钢管进行支撑,采用坑内设置侧沟和集水井,人工抽排地下水的降排水措施,基底采用搅拌桩、换填等措施进行处理,满足抗浮及隆起的要求;(4)处于残丘地段的基坑工程地质条件相对较好,地下水不发育,可放坡开挖,采用土钉墙等进行支护,基底进行适当换填。     

盾构穿越孤石及带压换刀技术研究

盾构施工经常遇到体积较大的孤石,因其强度较高且与周围地层特性差异较大,造成盾构施工困难,易引发地层沉陷等安全事故。为解决盾构穿越孤石难题,对全回转套管钻处理孤石施工及带压开仓换刀技术进行研究。主要结论如下:(1)盾构施工前应系统考虑孤石探测、预处理、盾构机开仓换刀方案,为安全掘进提供保障;(2)采用全回转套管钻法清除孤石后,大大降低了掘进风险,并通过控制盾构机掘进参数顺利穿越孤石区域;(3)充分利用已有基坑围护结构,采用旋喷桩加固盾构周围地层,并结合采用盾尾止水环、降水等措施辅助带压进仓,解决刀具更换问题。     

成都地铁19号线二期工程盾构始发井基坑支护形式综合比较分析

成都地铁19号线二期工程是全国地铁长大高速线路中工期最为紧张的工程,其主要特点为施工工期紧、盾构区间长、设置车站少、线路速度等级高、隧道掘进断面大等.首先提出了盾构始发位置选择建议,总结了19号线提供盾构下井的基坑的支护形式;从基坑设计方案、基坑安全、施工便利性及工程经济性等方面,对最常用的放坡和旋挖桩加内支撑两种基坑支护形式进行了对比分析.根据分析结果建议:成都地铁针对3层及以上深度提供盾构下井的基坑,其支护形式应采用旋挖桩加内支撑.     

地铁某车站工程施工降水研究

研究目的:地铁工程降水是地铁建设的重要组成部分,直接影响工程建设的安全实施,控制工程建设周期,在整个工程建设中作用重大,意义深远。研究结论:在强渗透性土中进行施工降水,通过对坑内、坑外降水优缺点进行综合分析比较,采用坑外降水方法:(1)能够满足涌水量较大基坑降水要求,保证车站结构底面以上无水作业;(2)有效地避免和减少对施工的干扰和影响,利于车站基坑开挖及结构施工的组织和实施;(3)利于降水和排水作业有序顺利进行;(4)经过后期该车站施工验证,基坑涌水量预测、单井出水量计算是较为准确的,对今后类似工程的降水作业有一定的借鉴和指导作用。     

基于系统布置规划(SLP)法的繁华城区内地铁车站施工场地布置研究

繁华城区内地铁车站的施工往往存在施工场地小、场地布置困难、施工干扰大等问题,良好的场地布置可以提高施工效率,加快项目进程。将SLP(系统布置规划)法引入到地铁车站狭小施工场地的规划布置中,建立了繁华城区内地铁车站利用SLP法进行场地布置方案设计的流程和方法。提出了以物流搬运成本耗费程度最小、非物流关系密切程度最大的双目标函数作为评价指标,对地铁车站的施工场地布置方案进行评价,建立了繁华城区内地铁车站的施工场地布置评价标准。     

新建基坑工程对既有地铁车站的影响及对策

研究目的:某新建基坑位于既有地铁工程安全保护区内,基坑与地铁车站结构水平净距约2.0 m,新建基坑开挖不可避免地会对地铁结构产生影响,为了评定新建基坑在实施过程中对既有地铁结构的影响情况,依托通用有限元软件ANSYS,构筑拟建基坑与地铁结构的有限元模型对拟建基坑开挖过程中地铁结构的响应进行计算分析,以明确新建基坑开挖对既有地铁结构的影响程度,从而采取有针对性的措施。研究结论:(1)新建基坑施工对地铁车站影响显著,主要为基坑开挖及降水等过程;(2)基坑开挖至基底,主体结构未施作时影响最大,结构向着基坑开挖临空面产生位移,地铁结构在基坑开挖至基底时竖向最大位移为26.3mm,水平位移为17.8 mm;(3)建议开挖过程中采取措施尽可能减小新建基坑施工对既有地铁结构的影响,确保新建及既有工程的安全;(4)本研究结论可供类似基坑工程参考。     

地铁施工地表沉降的空间规律与统计特征研究

研究目的:地铁施工造成的周边地表沉降影响因素众多,经典理论难以精确计算,施工监测已成为重要工程决策的重要依据之一。因此,有必要基于现场施工监测数据,来研究复杂施工体系所造成地表沉降的空间规律及其统计特征,以期为类似工程提供理论依据与实践基础。研究结论:(1)地铁车站施工期间,基坑周边附属设施施工(如搅拌桩)可能引起基坑周边土体显著隆起,隆起值可达到[10 mm,25 mm];(2)地铁车站主体开挖期间,周边土体会产生显著沉降,在垂直于基坑边缘方向,各组测点沉降的最大值,发生在距离基坑边缘0.3~0.9倍开挖深度的区域,与文献全局最大值的结果整体吻合,呈现一定的区域性与离散性;(3)从观测数据统计特征的角度,可以认为沉降最大值发生位置分布在[0.5,0.73]开挖深度的区间,其均值约为0.65,中位数约为0.64,均方差约为0.11;在此区域应重点监控,加强防护;(4)车站基坑平面形状较为复杂区域的地表沉降最大值,有可能偏离已有研究与监测数据的统计区间,建议工程中对局部施工方案进行针对性优化;(5)本研究成果可为我国城市地铁建设的相关设计与施工提供参考依据。     

基坑不同施作顺序引起邻近车站变形对比分析

研究目的:邻近已建成地铁车站深基坑开挖卸载会引起车站结构不均匀变形,而不同施作顺序对其变形特性的影响还缺乏系统认识。结合长沙地区某地铁车站工程实例,基于数值方法对不同施作顺序下深基坑开挖引起的邻近地铁车站变形规律进行对比分析,并探讨车站基坑明挖顺作段和盖挖逆作段在不同开挖深度时围护结构及车站主体结构的变形特性。研究结论:(1)随着开挖深度的增加,地铁车站围护结构水平变形逐渐增大;(2)明挖顺作段由于基坑开挖引起的邻近地铁车站变形要明显大于盖挖逆作段;(3)盖挖逆作段由于基坑开挖引起的地面沉降变形较小,而不同施作顺序下地表沉降值均在结构安全和正常使用要求的范围之内;(4)该研究成果可为邻近既有地铁车站深基坑设计与施工提供参考。