T型换乘地铁车站续建基坑开挖对运营结构的影响分析及对策

T型换乘地铁车站续建基坑开挖将对运营结构产生偏压影响,为了保护既有结构的受力、变形满足运营要求,采用Plaxis有限元软件对既有T型地铁车站续建基坑结构受力、变形影响进行数值分析。结果表明T型换乘节点基坑采用明挖方案可行,可为下一步施工图设计提供理论参考。针对续建基坑开挖、既有结构破除等施工风险提出了一系列的保护措施。     

复杂环境下下穿风道开挖对既有地铁车站结构变形影响分析

正在修建的北京某地铁车站,为实现新老车站之间的换乘,需对既有车站出入口结构进行改造.在对西北出入口改造工程中,根据设计要求,需要在既有出人口附近修建一新的换乘厅以及一风道结构.新修建换乘厅使用明挖法修建,风道结构下穿既有车站结构,两者最近相距只有27.9 cm,十分接近.以上所述施工都会引起既有车站结构的剧烈变形,因此在开挖过程中对沉降控制十分严格.针对该工程,对开挖过程进行了数值模拟分析,分析了开挖过程对既有车站结构变形的影响.随后分析了风道开挖方向以及风道结构顶部有无注浆对既有车站结构变形的影响.研究结论对于设计与施工具有一定的参考价值.     

平行换乘车站同步开挖围护结构变形分析

随着城市轨道交通的发展，必然形成越来越多的换乘节点。目前国内平行换乘车站同步施工的经验较少，对车站开挖围护结构变形的相互影响缺乏分析，从而造成施工时的风险。采用FLAC3D有限差分程序对某同步开挖的平行换乘车站地层及围护结构的稳定性进行模拟研究。研究结果表明，在施工过程中要特别注意两基坑中间保留土层，地层的沉降在此处达到最大，而且呈现整体沉降的趋势。     

地下通道穿越轨道交通的施工工艺分析

针对地下通道穿越轨道交通施工易导致既有线路出现结构失稳问题,以某一地下隧道穿越既有轨道工程为对象,通过选取5个典型的施工节点来进行结构稳定性分析,利用有限元软件和工程实测值对比分析获得不同施工节点下隧道的变形位移参数,研究结果表明:随区间隧道开挖进行,地表沉降值和竖向位移不断增大;在上台阶开挖至线路正下方阶段,各测点沉降变化速率较快,占总位移量的70%。二衬施工完成后,产生竖向最大位移量,最大位移位于新建隧道左上既有车站底板中部。隧道开挖后,通过对线下土体进行注浆加固处理易使得既有线路站台整体上浮,在一定程度上有利于对后续结构整体的沉降控制,同时既有线路结构沉降集中在上导洞开挖段,当上导洞临时仰拱形成后,后续施工段对既有线的影响减小。     

北京地铁四号线宣武门站下穿运营车站沉降控制综合施工技术

针对新建地铁车站下穿既有运营车站的工程特点,以控制沉降为核心,分别从管棚超前支护、开挖与初期支护、结构二次衬砌3个环节阐述宣武门车站下穿运营车站的沉降控制综合施工技术。大管棚施工采用国内先进的夯管工艺,配以袖阀式及分段后退式注浆技术措施;开挖前采用帷幕注浆,开挖、初期支护及二次衬砌期间采用全过程跟踪补偿注浆;开挖与初期支护期间采取加强措施改善平顶直墙结构的不利受力状态;二次衬砌创造性地采取分幅施作方案,以部分二衬结构代替支撑。通过实施一系列的技术措施,最终使既有运营车站的结构最大沉降仅为6.78mm,完全满足设计要求。     

穿越运营地铁车站的基坑开挖及对周边环境影响的安全分析

以上海轨道交通9号线宜山路站换乘通道下穿轻轨3号线车站的基坑工程为背景,建立三维数值分析模型,对基坑施工进行全过程动态模拟。分析结果表明,计算结果与工程监测数据基本吻合,下穿轻轨车站的基坑开挖可引起上部车站结构的不均匀沉降。为保护上部车站结构,采用了全方位旋喷加固（MJS）的施工新工艺,首次在相对于桩基如此近距离的范围内把MJS法应用在既有地铁车站正下方进行施工,指出了地基加固体对基坑开挖产生的位移传递具有阻断作用。结合规范要求,在对基坑施工进行全过程动态模拟条件下,通过预测地表和基坑自身变形特征及最大值来分析和评价整个基坑开挖过程中基坑自身结构的安全性;同时为了评价基坑开挖对周边环境的影响,还对上部车站结构进行承载能力极限状态验算和正常使用极限状态验算,得出在相应位移约束条件下的安全状态。对比分析表明,在紧贴基坑地下连续墙的土体中进行二次加固及结构逆筑施工,可有效控制上部车站结构变形。     

北京地铁天通苑东站改扩建总体设计方案探讨

为解决改扩建车站面临的新增半幅车站与既有基坑水土压力不平衡、两端延伸基坑宽度较大、换乘节点交通导改复杂等问题,通过对各区块基坑做详细比选分析,并结合考虑施工过程、永久使用阶段各种作用组合和结构型式转变的数值分析结果,确定了改扩建方案。主要结论如下:1)既有半幅基坑已开挖至底部,新建半幅基坑应采用盖挖逆作法施工;2)两端延伸基坑应采用明盖挖相结合的工法,并采用锚索支护,盾构接收范围内锚索采用可回收工艺;3)换乘节点处基坑采用盖挖逆作法施工;4)盖挖段竖向支撑构件应采用临时立柱与永久立柱结合的钢管混凝土,柱下设中间桩基础(兼作抗拔桩)。最后,通过时程分析法验证了车站主体结构在E3地震作用下能够满足抗震性能Ⅱ的要求。     

新建地铁站基坑临近及无覆土下穿运营地铁站安全技术措施研究

为研究不同工法零距离施工对既有站的影响,提出切实可行的控制措施,以南京地铁上海路站换乘站为例,介绍新建地铁站（5号线）与运营地铁站（2号线）呈十字换乘情况下,对新建地铁站施作临近基坑及采用无覆土下穿运营地铁站技术的风险管控措施进行研究。提出： 1）通过增设隔离桩,在既有车站两侧形成2个完整基坑,基坑施工可确保既有站运营和结构安全; 2）对换乘节点暗挖段,通过釆用10步分导洞开挖、无覆土完整支护体系,可有效控制运营车站下沉,确保运营安全。     

浅埋暗挖隧道零距离下穿既有地铁车站施工方案优化研究

浅埋暗挖隧道近距离下穿施工会对既有结构产生显著影响,解决好下穿施工引起的既有结构沉降变形问题,对城市地下交通的建设和发展具有显著意义。以北京地铁6号线东四站-朝阳门站区间隧道零距离下穿既有5号线东四站为工程背景,在施工过程中开展数值模拟与现场监测相结合的研究工作,对隧道施工方案进行优化并总结分析零距离穿越施工对既有结构的影响。研究成果表明： 1）在隧道开挖轮廓线两侧2 m内进行全断面注浆能够显著提高穿越段的土体强度,有效降低既有地铁车站的沉降变形; 2）千斤顶顶撑能够对既有结构底板提供支撑反力,不仅限制了既有结构的沉降变形,而且减小了穿越施工对既有结构的影响范围,确保既有结构的最大沉降值控制在3 mm以内。     

邻近深基坑工程地铁结构位移现场监测与数值模拟分析

以天津市某工程为背景,采用有限元分析方法,对地铁隧道管片和车站结构的位移进行计算,并与现场实测结果进行对比,以此来研究基坑开挖施工对地铁结构的影响。研究结果表明:基坑开挖过程中地铁结构产生了一定的水平和竖向位移,其中,隧道管片的位移大于车站主体结构的位移;数值模拟结果与现场实测数据变化趋势基本一致,数值比较接近,二期基坑顶板施工完毕时,隧道管片水平位移最大实测值和模拟值分别为-3.91,-4.97 mm,竖向位移分别为-3.02,-3.41 mm,模拟结果与实测数据均在变形控制标准之内;基坑开挖过程中,隧道管片水平和竖向位移均呈现出两端小、中间大的抛物线变化趋势,最大值出现在邻近基坑开挖侧隧道管片位移监测区段的中点处。     

地铁车站施工近接既有桥梁桩基础变形及地表沉降规律分析

以北京地铁6号线开挖地铁车站时近距离穿越桥梁桩基础为依托。采用三维弹塑性有限元数值模型对车站施工穿越桩基础过程进行动态模拟,分析了桩基础水平位移、竖向位移以及地表沉降的变化和分布规律。提出对桥桩进行地面预注浆的加固方案,并建立注浆加固强度分别为100,150,200,250 MPa和300 MPa的工况,分析其加固效果。结果表明:车站主体开挖是影响桩基础水平位移和竖向位移的主要施工阶段;车站竣工后,远、近侧桩竖向位移方向相反,远侧桩水平位移沿桩身呈现出两端小,中间大的规律,近侧桩则呈两端大,中间小,远、近侧桩的竖向位移沿桩身分布较为均匀;地表沉降槽在各施工阶段均以车站中线对称分布,其中拱部施工阶段引起的地表沉降值最大,约占总沉降量的48.9%;当注浆加固到100,150 MPa后,桩的最终水平位移分别减小了21.4%,28.4%,但注浆强度达到200 MPa以后对桩水平位移的进一步控制不显著,建议增加加固措施;桩的最终竖向位移随注浆强度的提高依次减小了57.7%,81.1%,92.6%,99.5%,93.7%,加固效果明显,建议注浆加固强度控制在200~250 MPa为宜。     

破除车站换乘节点预留墙体结构的变形及内力分析

随着轨道交通的发展,线网密度将会越来越大,导致换乘车站越来越多。新建换乘车站与既有车站衔接成为一个重要的设计内容,施工破除既有运营车站墙体成为一个重要关键的技术,一方面要保证既有线路运营安全,另一方面要保证既有地铁结构的受力在正常范围之内。以新建某地换乘车站为例,运用ANSYS有限元分析软件模拟凿除换乘节点侧墙的施工,求得既有结构的变形和内力变化,从设计和施工方面提出相应的技术措施。     

未预留换乘节点的车站换乘方案研究——以北京地铁车公庄站为例

对修建较早的车站未预留换乘节点,研究新建车站与未预留换乘节点的车站进行换乘方案设计的合理性。以北京地铁6号线一期工程车公庄站为例,通过对车公庄站与既有2号线车公庄站的换乘方案、换乘方式进行总结和分析,同时总结新建线路与建设较早的未预留换乘节点车站的几种换乘方式,如“十”、“T”型方式换乘; 实践证明采取“T”型换乘,新建车站下穿既有车站,设置3条换乘通道,实现单向换乘的方式较合理。为今后类似工程的换乘车站进行换乘设计提供指导和借鉴。     

兴泉铁路绿谷二号隧道上跨施工对既有福厦铁路陈坝隧道影响研究

为了研究隧道穿越施工对既有隧道结构的影响,该文以兴泉铁路绿谷二号隧道上跨既有福厦铁路陈坝隧道工程为背景,采用有限元数值模拟方法,研究新建隧道上跨施工对既有隧道的位移场及应力场影响的变化规律。研究结果表明：绿谷二号开挖对既有陈坝隧道的影响区域大致为立交段前后60 m范围内,最大隆起量1.04 mm,最大水平收敛位移0.254 mm,满足位移控制标准;与新建隧道未开挖前相比,既有陈坝隧道的轴力减小了0.74%,弯矩减小了6.7%～1.6%,剪力减小了1.5%～7.7%,满足隧道衬砌强度的要求;既有陈坝隧道衬砌的总体安全系数大于2,衬砌的安全系数满足要求。该文数值模拟结果与实测结果具有较好的一致性,可为实际施工方案提供参考。     

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

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。     

下穿输水隧道对北京地铁五棵松站的影响之数值分析

2条平行暗挖输水隧道从北京地铁五棵松站下方穿过,2条隧道中心间距为94 m,隧道毛洞顶部距离车站底板仅3717 m,属于近接施工问题。为了确保输水隧道施工时,地铁车站结构及轨道的安全,采用三维有限元仿真分析的方法对输水隧道开挖全过程进行模拟。通过对地表位移和车站顶、底板位移随开挖过程变化规律进行计算分析,得出需要对输水隧道扩大段、注浆通道和下穿隧道周围的土体进行注浆加固,才能确保地表和轨道位移不超过规范所规定的限值,并提出为了降低施工过程中,地铁车站两侧因不均匀沉降而产生的扭矩,需要在车站两侧采用对称施工的建议。     

地下2层双线同站台换乘方案研究

为解决目前地下2层双线同站台换乘设计方案普遍存在的土建造价高、空间浪费大、换乘比例受到一定限制、车站前后区间交叉多、联络通道设置不方便、施工风险大等问题，通过对5、9、12 m 3种地铁车站站台层中间线路的左右中心线间距方案进行比选，选取12 m线间距方案为综合最优方案，扩大后的空间可设置设备用房或换乘站台；同时，根据实际换乘客流情况，选择合理的地铁线路左右线布置方案。通过实例分析可知： 通过采用新的布置方案，此类同站台换乘车站前后区间均可采用盾构法施工，不需要在区间设置竖向联络通道，从而可以减少明挖车站长度，降低车站和区间的综合造价，同时减少区间的平面交叉，降低施工风险；增设换乘站台的方案还可以增加车站同站台的换乘比例。     

交通枢纽换乘站深基坑开挖对近邻高架桥安全敏感度分析

以洛阳龙门—换乘站基坑工程为依托，运用Midas-GTS/NX有限元软件建立地层—高架桥三维实体模型，提出桥桩变形理论计算公式，对近邻桥桩和支护桩水平位移及基坑自身位移变形特性进行分析。结果表明：理论计算预测开挖前桥桩最大变形为5.47 mm,与模拟值5.86 mm相比，较为相近；在桥桩约为8 m处，变形达到最大，其值为5.86 mm,小于控制标准值(10 mm);在基坑施工时两侧支护桩向基坑内侧弯曲，位移峰值逐渐下移，开挖结束后位移变形达到8.41 mm和8.5 mm;基坑变形以竖向隆起变形为主，开挖结束后隆起量达到67.92 mm,是最大水平位移变形的5.96倍；结合数值模拟与现场实测对比，验证了“钻土灌注桩+内支撑”支护方案在交通枢纽换乘站基坑施工的适用性。     

大断面平顶地铁暗挖车站下穿既有建筑方案研究及变形控制——以北京地铁8号线三期前门站工程为例

下穿既有建(构)筑物工程施工逐渐由暗挖小断面施工发展为大断面施工。为有效控制下穿既有建(构)筑物的变形从而确保施工安全,有必要对下穿方案、变形情况及控制措施进行研究。结合8号线三期前门站下穿既有建筑具体工程,以变形控制为目标,从整体方案选择入手,对不同车站暗挖方案下既有建(构)筑物的沉降进行对比,最终提出管幕施工、导洞施工、桩基沉降及后期沉降控制等变形控制关键技术,并采用数值模拟和现场实测的方法对提出的管幕+深孔注浆+平顶4导洞PBA法方案进行分析。结果表明:1)虽然大断面暗挖车站施工相比小断面暗挖施工变形大,但经过严密的方案比选并采取合理的控制措施后可以保证变形满足要求;2)管幕+深孔注浆+平顶4导洞PBA法方案具有良好的变形控制能力,用于平顶结构非密贴下穿既有建筑施工是可行的;3)实现变形控制目标需要全过程控制,从方案选择到施工的每一个环节均需采取对应措施。     

深圳地铁14号线黄木岗站三线换乘方案研究

深圳地铁14号线黄木岗站与既有7号线、近期规划24号线黄木岗站形成地下三线换乘车站，车站周边环境复杂。如何综合各种边界条件形成建筑功能完善，结构经济安全，同时又对周边环境影响最小的方案是本站研究的重点，特别是车站站位及换乘功能的研究。方案设计过程中，通过逐一梳理地面建筑、地下建(构)筑物、地面交通、片区规划、工程地质条件、客流预测、车站换乘功能等边界条件，总结黄木岗站立交桥安全、交通疏解、管线改迁、结构工法、施工器具选择、车站站位及换乘功能等重难点，采取逐项突破的方法，最终推演出“干”字形节点换乘方案，其中14号线采用地下3层双叠侧式车站，与7号线形成平行同台换乘，与24号线形成台-台换乘。