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。     

北京地区PBA法施工暗挖地铁车站地表变形分析

暗挖法施工的地铁车站大多处在繁华的中心城区,周边环境对变形非常敏感,为了减小施工对周边环境的影响,需对施工引起的地表变形规律进行研究,以便采取针对性的控制变形措施。结合北京地铁6号线一期及7号线PBA法施工暗挖车站,针对北京地区各典型地层条件及PBA工法特点,通过对现场监测数据进行统计分析,得出： 1)PBA法施工暗挖地铁车站所引起的地表沉降主要发生在导洞施工及扣拱施工阶段,所发生的沉降约占总沉降量的90%; 2)不同的地层采用PBA法施工所引起的地表沉降相差较大,根据施工所引起地表沉降由大到小依次为粉细砂及中粗砂层,粉土、粉质黏土层,圆砾-卵石层。     

管幕洞桩法地铁车站设计施工关键技术研究

当暗挖地铁车站受限于环境条件采用平顶直墙的结构型式时,为保证车站结构安全实施,可采用管幕洞桩法进行施工,即利用车站上层先行导洞沿车站顶板结构上方打设横向大直径密排管幕,形成一个能够抵御结构上部土体荷载的强支护结构,继而在管幕保护下进行洞桩法后续施工。以北京地铁19 号线工程右安门外站为工程背景,阐述管幕洞桩法地铁车站的施工工序及工艺特点,对复杂环境条件下管幕打设、导洞开挖、打桩、扣拱等关键技术环节进行分析,明确其设计施工中的技术要点,并对车站施工监测数据进行分析。结果表明: 1)管幕打设和导洞开挖是管幕洞桩法引起地层沉降的关键工序; 2)管幕洞桩法施工对周边环境和地表沉降影响较小,适合修建超浅埋、大断面、复杂地质条件下的暗挖地铁车站。     

长春地铁1号线解放大路站一次扣拱暗挖逆作法施工地表沉降分析与控制

长春市解放大路站为地铁1号线和2号线的换乘车站,采用一次扣拱暗挖逆作法施工。为合理缩短工期,方便快速施工,将导洞开挖顺序调整为先上后下,先边后中的施工顺序。为了控制地铁暗挖车站施工风险,减少和避免地层沉陷等安全事故发生,对长春地铁1号线解放大路站车站主体施工阶段地表监测数据进行分析,得出了在东北地层条件下,采用一次扣拱暗挖逆作法施工过程中的车站地表沉降变形规律,同时从地层条件、工艺特点和工序安排等多方面进行原因分析,提出了上下层导洞层间土注浆加固、合理确定导洞施工顺序和有效划分拆除支撑段落等控制地表沉降变形的有效措施。     

特大断面地铁车站暗挖施工技术研究获奖

<正>近日,中铁四局"特大断面地铁车站暗挖施工技术研究"荣获2013年中国质量评价协会科技创新奖。特大断面地铁车站暗挖施工技术是通过数值模拟、计算分析及专家论证,将传统的地铁车站特大断面暗挖双侧壁导坑9部开挖法调整为6部开挖法,相比之下,可减少开挖步骤,优化临时支撑,增大各断面的作业空间,方便机械施工,在满足隧道施工安全     

侧洞法修建大断面隧道施工变形分析

针对在繁华城区中采用侧洞法进行大断面地铁车站施工的情况,进行了地表沉降、拱顶下沉、收敛变形、应力变化等方面的量测。根据量测情况对施工变形情况进行了详细的分析,初步总结了侧洞法施工大断面隧道的变形规律,为后续工程提供了借鉴。     

“洞桩法”暗挖车站施工阶段钢管混凝土柱承载力计算

北京地铁16号线部分车站为“洞桩法”暗挖车站，钢管混凝土中立柱底端嵌入桩基内。在当前设计规范及相关研究中，均未明确“洞桩法”暗挖车站施工阶段钢管混凝土柱承载力计算的柱底端约束条件。借鉴铁路桥梁、建筑桩基等高承台桩基竖向承载力计算方法，建立“洞桩法”暗挖车站施工阶段钢管混凝土柱承载力数值计算模型，对钢管混凝土柱初始偏心距对柱承载力的影响以及柱底端桩基对柱的约束作用进行分析。分析结果表明，在通常工程设计中，柱嵌入桩基长度满足规范要求及桩周为粉质黏土、卵石地层的约束条件下，可将“洞桩法”暗挖车站柱下桩基对柱底端约束条件简化为嵌固约束。     

双洞大断面暗挖隧道近接既有线施工技术

采用大断面分离式暗挖隧道近接穿越既有线地铁车站,施工难度大,施工风险高。且既有地铁结构和运营都对变形控制要求非常高,施工中采用合理的施工技术和合适的辅助工法是决定施工成败的关键。某新建地铁车站中间暗挖段采用两分离单洞隧道下穿即有线地铁站,施工中,采用全断面深孔预注浆进行超前加固,并对既有线进行监测,信息化施工,合理安排工序,确保施工安全、迅速进行,对今后类似工程具有重要的指导意义。     

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。     

叠落式暗挖与盾构隧道施工的变形控制

叠落隧道施工会对地层产生多次扰动,较之单线隧道地层变形机制更加复杂,对变形的准确预测并采取可靠的控制措施是隧道安全施工的重要保证。依托某地铁区间叠落式暗挖与盾构隧道工程,首先采用数值模拟分析了叠落式暗挖与盾构隧道地层变形特性;根据数值分析的结果从地层超前加固、开挖方法、支护结构等方面制订了地层变形的控制措施,使地层变形在控制标准范围内;实际施工中采用给出的控制措施来控制地层变形,保证了工程施工安全,取得了较好的实施效果,并通过现场试验对此进行了验证。研究结果表明:暗挖隧道(上行)施工产生的地表沉降明显大于盾构隧道(下行)开挖,两洞施工结束后的地表沉降最大值位于暗挖隧道拱顶上方;对本工程不同开挖顺序产生的地表变形而言,"先上后下"施工产生的地表最大沉降值及沉降影响范围均大于"先下后上"施工,工程实际中可采用"先下后上"的施工顺序;监测数据表明将暗挖隧道作为地层变形控制重点,通过对暗挖隧道采取超前注浆,可有效控制地表变形,减小两隧道开挖的地表影响范围,说明在暗挖隧道中采用超前注浆可作为叠落式暗挖与盾构隧道修建过程中的重要安全控制措施。研究结果可为类似隧道工程的设计、施工提供一定参考。     

大连地铁兴工街站复合地层超大跨浅埋暗挖施工关键技术

大连地铁一期工程203标段兴工街站开挖断面为343.8 m2,洞顶埋深7.1~11.1 m,采用暗挖顺作法施工。为有效控制地表、地下管线及周边建筑物等变形或沉降,同时确保支护结构受力稳定,防止掌子面及隧道坍塌,采取在车站拱部全长范围设置超前大管棚+小导管,增加二次初期支护及纵梁,加强拱部支护结构刚度,形成拱盖,设置边墙锚索维护直墙稳定,并按照双侧壁导坑法分6部组织拱部开挖、台阶法分层分块组织中下部开挖,特别是中下部开挖采取竖向松动爆破拉中槽、边墙光面爆破跟进支护的方式,减小了对拱部支护体系稳定性的影响,全面确保了施工安全。     

城市浅埋超大断面隧道的开挖方法探讨

重庆市轨道交通三号线红旗河沟车站位于繁华城区中心,周边环境复杂,隧道最大断面达730m2,覆盖岩层仅8.6m厚,覆跨比约为0.4,为典型的超浅埋超大断面隧道。根据工程类比,施工前对几种开挖方法进行了多次的对比分析与探讨,认为均有各自的优缺点,每种方法都得采取有效施工措施才能实现,几种开挖方法的探讨为大断面隧道的施工提供了借鉴。     

香丽高速虎跳峡地下立交隧道设计与施工方法研究

香丽高速虎跳峡地下立交工程是香丽高速公路关键控制工程之一,为国内目前断面最大的山区地下立交隧道。该工程的超大断面隧道中间外凸处最大开挖跨度达28.96 m,拱顶呈扁平状,施工时易引起围岩松弛失稳、坍塌; 有无中墙连拱隧道结构复杂、受偏压影响较大,施工时易引起初期支护开裂。为满足快速施工及安全要求,对施工方法进行研究。将连拱隧道先行洞中侧拱脚设计成扩大式拱脚,2层支护结构改为3层。针对超大断面隧道围岩加强支护,注浆后采用二台阶预留核心土法开挖,相比最初采用的双侧壁导坑法,开挖效率提高近3倍,大幅提高施工速度。通过对监测数据进行分析,表明该施工方法有效可行,能够达到施工目的及要求。     

广州铁路集装箱中心站道路配套工程——站场中路工程设计方案研究

以广州铁路集装箱中心站近期道路配套工程——站场中路为背景,从道路交叉节点交通量预测、平面设计、道路纵断面设计方案比选及横断面设计等方面综合论述了工程总体设计方案,此方案不仅可有力支撑铁路集装箱中心站的开发建设、满足中心站建成后的货运交通出入及集散需求、完善区域路网结构,而且可避免道路占用集装箱中心站用地,保证广州铁路集装箱中心站建设工期,为同类铁路集装箱中心站道路配套工程设计提供一定的参考价值.     

盖挖换乘站换乘节点桩柱预留设计及施工技术研究

为解决盖挖换乘站桩柱预留型式换乘节点相关技术难题,采用结构分析、理论计算及实践验证等方法对盖挖换乘站桩柱预留型式换乘节点设计及施工技术进行了系统地研究与总结。主要包括： 1）结合远期站施工工况,利用有限元结构计算软件对换乘节点在不同施工工况下的受力形态进行分析,得出了换乘节点处构件随远期站施工工况转换引起的内力变化趋势及构件控制工况; 2）系统地研究了逆作法支撑柱与近、远期站构件的连接方式,得到了立柱桩与不同构件的连接大样; 3）为节省投资、方便施工,探索了利用围护结构支撑换乘节点的方法; 4）为控制节点的沉降与变形,考虑工序转换的影响,给出了节点处远期站的施工方法及施工注意事项。     

不同工法在炭质片岩隧道大变形控制中的应用研究

隧道施工工法在控制位移变形、资源投入、工程进度、施工成本以及保证施工和结构安全等方面有着重要的作用。为解决炭质片岩隧道修建过程中存在的大变形、坍塌、初期支护及二次衬砌开裂等问题,以谷竹高速公路宴家隧道、关垭子隧道为例,对复杂地质条件下,含绢云母炭质片岩隧道施工工法的适用性进行了研究。通过对软岩隧道施工工法进行分析,并结合工程的地质特征和隧道的断面大小对施工工法进行了优选,经过现场实际验证,说明三台阶法、CRD法、双侧壁导坑法能有效控制围岩大变形,且控制能力依次增强,另外超前预支护对预防隧道坍塌有显著的安全保障作用。     

郑州市地铁车站基坑施工变形特性分析研究

采用FLAC3D数值模拟软件,结合郑州市某地铁车站基坑工程实际,考虑基坑的实际施工开挖步序,对地铁站基坑工程钻孔灌柱桩与钢支撑支护体系下开挖过程中的变形特性进行了数值模拟,得到了基坑开挖至不同深度时的变形场.根据变形场结果分析得出了基坑各位置变形特征及最大水平、沉降变形量.通过对比分析发现数值模拟结果与前期现场监测结果基本吻合.计算结果表明钻孔灌柱桩与钢支撑结构设计参数能够满足施工要求.     

上海轨道交通11、13号线隆德路站换乘段结构设计

隆德路站是上海轨道交通11、13号线的换乘车站。它由两线车站、控制中心、地下变电站、附属结构等多部分组成,结构较为复杂。该文介绍了隆德路车站换乘段节点结构设计。换乘段为地下四层结构,施工采用明挖顺筑法施工。换乘段地下二层以上设采光中庭,顶板、下一层板开圆形大孔,在结构设计过程中,采用空间整体分析,计算模型与实际工况相吻合,计算结果合理,以期为其它类似工程提供借鉴。     

既有运营地铁车站结构下换乘节点施工方案比选研究

为保证换乘节点施工安全，结合深圳地铁石厦站换乘节点实际情况，对可能出现的施工风险进行分析，提出应对风险的施工方案，并采用数值方法对不同施工方案进行分析比选。数值结果显示： 换乘节点开挖前注浆封闭止水，采用小导洞注浆+台阶法+临时仰拱分层、分块开挖等综合方案施作换乘节点是合理的。现场对既有结构的自动化监测数据显示，施工过程中3号线车站负2层中板最大竖向位移为5.6 mm，车站既有地下连续墙最大深层水平位移仅为0.6 mm，既有结构变形均远小于监测预警值。