大跨平顶直墙暗挖通道二次衬砌技术探析

针对平顶直墙条件下浅埋暗挖通道开挖和二次衬砌施工风险,对平顶直墙结构断面适用条件进行分析。结合国内某城市地铁车站暗挖通道设计实践,综合考虑跨度、开挖方法、风险、工期等因素,对3种不同二次衬砌施工方法进行综合比较,对其优缺点及适用条件进行总结。结合工程实施,提出不拆撑条件下的平顶直墙暗挖结构二次衬砌施工方法和步骤,总结了平顶直墙暗挖设计要点,并提出节点处理原则。     

平顶直墙暗挖隧道设计与施工关键技术

针对北京地区平顶直墙暗挖隧道土体开挖易坍塌、地表沉降量敏感的施工特点,通过对平顶直墙暗挖隧道设计与施工的技术特点进行分析,提出平顶直墙暗挖隧道的设计方法、施工原则与要求;通过对平顶直墙暗挖隧道初期支护断面划分、超前支护、工序转换以及特殊措施的分析总结,提出"优先墙柱二次衬砌法"与"中隔壁保留法"2种原则性平顶直墙暗挖隧道施工步序,并给出了3种常规条件下的典型施工步序,供设计与施工参考。     

城市大断面明挖隧道断面形式研究

断面形式对城市大断面明挖隧道结构内力、施工方案、工程造价等有较大影响,在统计分析我国已建成城市大断面明挖隧道断面形式特点的基础上,对郑州市渠南路隧道工程可能采取的断面形式进行研究,分析直墙平顶、直墙圆顶和直墙折板3种断面形式的受力和断面特点,并采用荷载-结构模型对影响直墙折板隧道断面内力的参数,如折板折起角度、斜板跨度和结构自重等进行研究。结果表明:渠南路隧道采用直墙折板断面可提高断面利用率,改善结构受力条件,且上述3个参数均会影响直墙折板断面内力计算结果。     

城市超浅埋平顶大跨断面软岩洞室施工数值分析

针对天津市营口道地铁车站暗挖超浅埋平顶大跨大断面风道洞室项目,运用大型有限元数值计算软件（ANSYS）模拟计算大断面洞室分部开挖方式,进行非线性力学特性分析,结合施工方法和监测资料对比,对施工方法最优化设计,确保洞室围岩在开挖过程中处于最佳稳定状态。     

明挖超大跨度叠层隧道结构受力分析及断面优化设计

为探索明挖超大跨度叠层隧道合理断面形式及优化思路，依托望海路快速化改造工程，借助数值模拟手段，分析超大跨度叠层隧道结构受力特点，并对超大跨度叠层隧道断面形式选择、跨度优化及覆土影响进行了研究。结果表明：超大跨度叠层隧道存在顶底板弯矩过大、中板承受拉应力的问题，中板处于偏心受拉的原因为跨度过大及侧向土体对结构约束不足；大跨度明挖隧道微拱形断面受力性能最优，直墙平顶断面劣于直墙折板断面，综合考虑结构受力性能、断面利用率、经济性，对于明挖大跨度叠层隧道推荐采用直墙折板断面；对超大跨度叠层隧道结构而言，跨度的大小贡献了结构内力较大的比重，减小结构跨度对结构受力改善明显，尤其可大幅减轻中板轴力和弯矩，断面一在受力性能及工程用量方面综合优势最大；浅埋条件下，推荐顶板上覆土采用换填泡沫混凝土的方式减少上覆土容重，从而降低隧道结构顶板截面内力，改善顶板受力条件。     

大跨分岔隧道分岔段施工方法研究

大跨分岔段隧道跨度大且分岔段形态复杂多变,支护结构与周边围岩的受力特性采用常规的二维平面应变研究方法已不能反映围岩与支护的真实特性,需要结合施工方法进行三维数值分析进行地层结构分析。本文结合莲塘大跨分岔隧道,使用有限元分析软件MIDAS-GTS对隧道施工进行全过程动态三维数值模拟。分析结果表明,莲塘隧道超大断面段采用双侧壁导坑法施工,连拱段采用中导洞法施工,小净距隧道左洞采用上下台阶法开挖,右洞采用CD法开挖为最合适开挖方案。     

4线车站浅埋隧道施工过程中锚杆受力特性研究

针对大跨大断面隧道,若按传统设计,锚杆长度及环、纵向间距等参数沿拱墙范围不变,势必产生浪费,增加成本。为了解特大跨大断面浅埋隧道分部开挖施工过程中锚杆的受力变化特征及各部位最终受力状态,以六(盘水)沾(益)铁路乌蒙山2号4线车站隧道工程为背景,采用数值模拟和现场测试方法,开展分部开挖系统锚杆轴力分布特点研究。研究结果表明:1)锚杆受力大小与部位相关,不同部位的锚杆轴力差异显著,边墙部位锚杆轴力拱肩部位锚杆轴力拱顶部位锚杆轴力。2)基于锚杆受力特征可知,系统锚杆可采用不等参支护。3)大跨大断面隧道采用系统锚杆不等参支护,既经济又可节省工程建设时间。     

云山隧道斜井与联络风道交叉结构施工力学特征分析

以和榆高速公路左权至和顺段云山隧道#3斜井与联络风道交叉结构为工程背景，基于三维有限元方法，设置3个计算工况来模拟斜井与联络风道交叉结构不同开挖支护顺序，研究了斜井与联络风道交叉结构施工力学行为。计算结果表明:先施工斜井再施工联络风道，对联络风道衬砌结构受力有利；交叉处锐角侧联络风道拱肩、拱腰初期支护受力大，施工中可以考虑交叉段联络风道1.5倍洞径范围内采取加固措施；先施工斜井再施工联络风道（工况1）是最优施工方案。     

暗挖大断面隧道临时支撑拆除及衬砌施工方法

由于深圳地铁8号线一期工程的深外高中站采用明、暗挖结合的方式施工,其中暗挖大断面隧道采用双侧壁导坑法进行开挖支护,但是在施作仰拱和二衬时,拆除临时支撑的工序繁杂,体系频繁转换,使结构受力复杂多变,且施工效率极低,因此在保证施工质量和安全的前提下,优化临时支撑的拆除顺序及衬砌施工方法,形成了一套暗挖大断面隧道临时支撑拆除及衬砌施工工艺。     

基于传递矩阵的平顶直墙地铁车站横向管棚受力变形计算方法研究

平顶直墙地铁车站PBA工法施工可以采用管棚先行支护。针对PBA法暗挖平顶直墙地铁车站密布横向管棚结构，通过总结管棚“荷载－梁模型”中弹性地基梁、简支梁、固支梁3种简化方法及其计算原理，以北京地铁19号线平安里站工程为背景，采用上述3种模型计算管棚受力变形，并与实测值进行比较分析，然后针对不同工程参数和地质参数进行受力变形影响分析。结果表明： 1）弹性地基梁模型计算弯矩和跨中挠度处于固支梁模型和简支梁模型计算结果之间，其中弹性地基梁模型和简支梁模型计算结果较符合实测数据；但简支梁模型和固支梁模型无法体现导洞侧壁处挠度，且无法体现地层参数的影响以及钢管壁厚对受力的影响。2）最大弯矩值出现在简支梁的跨中，建议在设计时以简支梁模型计算跨中弯矩进行包络，以保证施工安全。3）开挖跨度和覆土厚度（荷载）对弯矩和挠度影响较大，其中跨度影响最大。4）基床系数和钢管壁厚对管棚弯矩影响较小，但对减小挠度有一定作用。     

双护盾TBM在青岛地铁的适应性研究

为了解决复杂硬岩地质条件下城市地铁隧道能够安全、快速地开挖建设,以青岛地铁2号线双护盾TBM施工为研究对象,通过对TBM掘进过程中施工数据的控制和分析,得出双护盾TBM可良好适应于青岛地铁隧道施工掘进。通过施工实践,针对小半径曲线隧道和破碎围岩条件下的双护盾TBM掘进作业提出了施工对策和建议。     

暗挖地铁车站通风系统的布置与风道的设计研究

地铁车站暗挖风道断面大、施工难度大、风险较大、工期长,是施工的重点和难点。文章通过研究集成闭式环控系统模式下的暗挖风道4种布置形式,即单独设置风道形式、与区间合建形式、加长主体结构与其结合设置形式、暗挖主体结构增加1跨与其结合的设置形式,分析了4种不同风道形式的特点和适用条件,并以北京地铁6号线西延工程廖公庄站为例,对不同风道形式下的车站建筑功能、结构特点、工程筹划及投资造价等方面进行了对比和分析,认为风道与主体结构进行结合设置的2种形式具有一定优势,可为今后车站风道设计提供借鉴和指导。     

南京地铁过江隧道总体设计与施工

以南京地铁3、10号线过长江隧道为背景,针对其距离长、风险高、施工难度大等特点,在国内地铁行业首次提出采用单洞双线大直径盾构隧道的断面形式。分别从设计与施工难点及采取的措施出发,通过工程类比、仿真计算、现场试验等研究手段,确立了11.2 m外径的单管双线三层内部结构的地铁过江大直径盾构隧道横断面,解决了地铁大直径盾构隧道衬砌环分块形式,提出了利用隧道顶部富裕空间的纵向通风模式。实践证明,在直径为10～12 m类大直径盾构隧道的常压换刀的应用中是可行的、安全的。研究成果可为城市大断面越江地铁盾构隧道工程提供借鉴。     

厦门轨道交通3号线超长跨海地铁隧道土建设计方案比选

依托厦门市轨道交通3号线跨海隧道工程,分析了超长跨海隧道的工程特点、功能需求,针对特点和需求,从地质选线、工法选择和结构设计等方面,阐述了超长跨海隧道的土建方案设计理念,重点对施工采用"盾构+矿山+盾构"的组合工法、海域区间通风排烟道方案、风井位置选择和隧道结构断面形式选择进行了介绍。并对大小洞组合方案、三洞组合方案和单大洞方案进行了方案比选,最终确定采用大小洞方案。最后,对海底盾构与矿山对接、海底超长地铁隧道防灾救援、高水压跨海隧道结构防排水措施等关键技术问题进行了初探并提出了进一步研究的建议。     

厦门第二西通道陆域段施工技术问题探讨

厦门市第二西通道陆域段工程沿厦门岛内繁忙干道兴湖路布设,结构形式多样,安全风险较高。对厦门市第二西通道陆域段工程中浅埋暗挖双连拱隧道、深大明挖基坑、隧道上跨既有地铁隧道等施工中的关键技术问题进行研究。主要研究和结论如下：1）浅埋暗挖双连拱隧道埋深小、跨度大、地质软弱、保持地面交通,控制沉降是施工的关键技术所在。从三导洞工况理论分析看,设计支护和开挖方法是合理可行的,施工中还应结合实际优化具体支护参数,注重受力体系转换环节,加强监控量测,用信息化指导施工。2）深大明挖基坑,关键是要确保基坑支护体系变形受控,结构安全,基坑防水有效,保证基坑和周边建筑物的安全,尤其要注重复合地层组合式围护体系的整体稳定。3）隧道上跨既有地铁隧道,施工中要采取防既有地铁轨道上浮的工程措施,同时加强地铁轨道监控量测,制定好轨道调整预案,保证地铁轨道线型符合规范要求。     

竖井施工组织及安全控制技术

为降低城市地铁竖井工程施工安全风险和对周边环境的影响,提高施工效率,以重庆轨道交通五号线华成路站为背景,介绍地铁车站风道硬岩竖井施工最为关键的开挖及出渣施工方案的选择,阐述了漏渣孔、垂直起吊系统、开挖及出渣、初期支护、二次衬砌等关键工序的施工控制。实践表明:1)方案可行,施工灵活;2)漏渣孔的设置降低了出渣难度,提高了开挖进度;3)必须严格控制临边防护、高空物体打击、高处坠落、模板支架垮塌等。     

地铁浅埋隧道双侧壁导坑法预留核心岩柱施工技术

为解决地铁暗挖大跨度双侧壁导坑法施工中,开挖断面较大,后续施工拆撑危险系数较大,二次衬砌模板支架搭设加固难度大的难题,以青岛地铁3号线太平角公园站-延安三路站区间存车线为例,采用预留核心岩柱、新旧施工技术方案对比方法,在施工过程中加强施工现场监控量测,并指导施工。主要结论如下:1)与常规双侧壁导坑法全部开挖完成后统一进行二次衬砌相比,拆撑工作量小,安全系数高,施工效率高;2)通过监测数据得知地表沉降变化值较小,对地表影响较小,适合城市地铁施工。     

西安地铁机场线与四号线“倒厅”换乘站北客站站环控方案研究

地铁换乘车站规模大、难点多,是地铁车站设计的难点。北客站站为西安地铁机场线与四号线的"倒厅"换乘车站,为解决"倒厅"换乘环控方案设计难点,结合北客站站设计实例,通过分析车站周边的控制因素,探讨车站风井对西安北站北广场的影响、过轨风道对车站规模的不利因素、站厅与站台楼扶梯口烟气控制、烟气"倒灌"等问题,确定适合本站的通风空调方案,使车站良好地满足各种设计工况,为地铁"倒厅"换乘车站环控方案的选择提供参考依据。     

北京地下直径线前三门隧道上跨地铁联络通道及电力隧道设计方案研究

为解决在特定的城市地下空间新建隧道施工影响既有地下结构安全的问题,以北京地下直径线前三门隧道上跨既有隧道工程为研究对象,提出"隔离桩保护,分步开挖"设计方案,模拟隧道分步开挖过程,计算隧道施工过程中联络通道的位移值。主要结论如下:隧道采用相应的保护措施和分步施工法是可行的,施工不会影响联络通道及电力隧道的结构性安全。     

城区地铁结构近距离穿越古建筑之复合技术探讨

在暗挖通道施工过程中,为保证侧上方百年历史古建筑物(属于危楼)变形可控,采用地表复合锚杆桩将暗挖通道和建筑物隔离、洞内深孔注浆对通道拱部粉细砂层进行超前加固的复合技术。通过对比监测统计数据,采取的复合加固措施达到了预期的目的。对比其他隔离、注浆加固措施,所选措施受场地制约小,更适用于城市地铁施工。