浅埋大跨度隧道的合理施工工法

采用平面弹塑性有限单元法研究浅埋大跨度隧道的合理施工工法。以实际施工中拟定的双侧壁导坑加拱部跳挖法为基础,采用开挖分步相同、开挖顺序不同的三种施工工法。工法一和工法二均先开挖左侧壁导坑,再开挖右侧壁导坑,工法一先开挖两边,再开挖中间,工法二先开挖中间,再开挖两边;工法三的左、右两侧导坑同时开挖,拱部土体先开挖中间、再开挖两边。对三种施工工法产生的地面沉降、洞周塑性区及洞周变形通过有限元数值模拟对比分析,认为工法三最为不利,工法一是最优的。但考虑现有施工条件工法二为实际施工过程中拟采用的工法,该工法引起的地面沉降最大值可控制在30mm以内,满足沉降控制及对周围环境保护的要求。研究认为:若地面有建筑物需要保护,应先开挖邻近建筑物一侧的导坑,拱部也应先开挖邻近建筑物一侧的土体。     

多目标规划理论在新建隧道开挖顺序中的应用

研究目的：对于多分区断面隧道开挖，不同的开挖顺序有着不同的应力释放、叠加路径，从而导致不同的结果，尤其在接近施工时，开挖引起地层的变化将直接影响到既有结构的位移和变形。因此，对多分区断面隧道开挖顺序的研究就显得尤为重要。本文以北京地铁10号线国贸站一双井站区间暗挖下穿既有地铁1号线为实例，介绍多目标规划理论在新建隧道开挖顺序优化问题中的应用。研究结果：通过采用多目标规划理论对开挖顺序进行计算优化，并在施工中依靠多项合理技术措施，北京地铁10号线国贸站一双井站区间下穿地铁1号线的既有线沉降得到了有效的控制，最大沉降值为4．83mm，小于5mm的极限值，确保了施工安全和既有地铁的正常运营。     

新建车站零距离穿越既有地铁车站的施工保护措施及效果分析

新建车站零距离穿越既有地铁车站结构,势必会对其运营安全及结构变形产生不可忽视的影响。以南京某工程为实例,明挖基坑开挖通过与既有车站结构间增设一排隔离桩、对称开挖,暗挖施工采用上下台阶法进行开挖、左右导洞对称施工。根据有限元数值分析基坑开挖引起的临近地表沉降和既有车站结构的变形,沉降最大值为9.8 mm,既有结构新增最大沉降量2.9 mm,累计沉降量8.3 mm,可确保既有结构的安全。     

多目标规划理论在新建隧道开挖顺序中的应用

研究目的:对于多分区断面隧道开挖,不同的开挖顺序有着不同的应力释放、叠加路径,从而导致不同的结果,尤其在接近施工时,开挖引起地层的变化将直接影响到既有结构的位移和变形.因此,对多分区断面隧道开挖顺序的研究就显得尤为重要.本文以北京地铁10号线国贸站-双井站区间暗挖下穿既有地铁1号线为实例,介绍多目标规划理论在新建隧道开挖顺序优化问题中的应用.研究结果:通过采用多目标规划理论对开挖顺序进行计算优化,并在施工中依靠多项合理技术措施,北京地铁10号线国贸站-双井站区间下穿地铁1号线的既有线沉降得到了有效的控制,最大沉降值为4.83 mm,小于5 mm的极限值,确保了施工安全和既有地铁的正常运营.     

盾构法施工对既有桥基础变位的影响分析

研究目的:盾构法施工对周围土体及既有建筑物的影响极为复杂,分析盾构施工过程中对周围既有桥梁基础的影响具有重要的工程价值和研究意义。本文以某隧道开挖的工程实例为背景,采用ABAQUS通用有限元软件,建立了结构的三维有限元模型,考虑了土体及其与结构间的非线性特性,模拟了盾构法隧道开挖的完整施工过程,最终得到了盾构施工过程中既有桥梁的承台和桩基础的变位规律。研究结论:分析表明,在开挖过程中,在开挖掌子面压力的作用下,前方土体隆起,最大隆起量为4.287 mm;由于开挖引起的土体损失、土体应力释放以及盾尾空隙的共同作用,导致盾构正上方及盾构后方的土体发生沉降,最大沉降量为6.651 mm。盾构施工过程中,承台将发生较大的竖向、横向和纵向变位,不可忽略。进行既有桥梁上部结构分析时应考虑承台的基础变位影响。     

紧邻既有线城际铁路路基稳定性计算与分析

紧邻既有线城际铁路建设,既需考虑既有线安全运行,又需保证新线按时保质施工。针对既有线路基边坡在新线建设开挖过程中的稳定性问题,模拟现场可能出现的不利工况,采用固结有效应力法等3种方法,计算施工开挖影响下既有线路基稳定性,采用数值分析法对其进行对比验证,并提出对地基处理方式与施工方法的修改建议,对现场施工具有一定的指导意义。     

上穿既有隧道大直径管棚支护效果研究

北京地铁大兴机场线在上穿既有10号线盾构隧道过程中,采用大直径管棚控制既有隧道隆起。以此为工程依托,研究在大直径管棚支护下既有线的隆起变形。首先,通过分析现场实测数据,得到既有线位移随施工进度的变化规律和最终既有线竖向位移曲线,得出既有隧道隆起集中在2倍开挖区宽度内的结论。然后,通过三维有限差分法,分别建立有管棚和无管棚的数值模型,将模拟数据的既有隧道竖向位移变化与实测数据对比,验证数值模型的有效性。最后,通过对有无管棚两种工况的模拟结果对比分析,得出结论:管棚施工使既有隧道在打设管棚的阶段多发生了0.5 mm左右的沉降,但管棚可以减少既有线1.5～2 mm最终隆起值。这说明,通过采用超前管棚,可以有效地控制上穿工程中既有盾构隧道发生的隆起,研究成果可为类似上穿工程提供一定的借鉴。     

砂卵石地层中PBA工法导洞开挖顺序对地表沉降的影响

运用有限元软件ABAQUS对砂卵石地层中PBA工法车站施工过程进行数值模拟,结合现场实测数据,对比分析不同的导洞开挖顺序对地表沉降的影响。结果表明:采用不同的导洞开挖顺序暗挖地铁车站对地表最终沉降值无较大影响;在先行开挖下层导洞的情况下,先行开挖1,3导洞引起的地表沉降与先行开挖2,4导洞引起的沉降差异较小,但先行开挖中部导洞较先行开挖两侧导洞引起的地表沉降大;不同的导洞开挖顺序引起的地表沉降槽在导洞施工完毕时差异较小。     

北京新建地铁近距离穿越既有线施工技术

以北京地铁为例,系统说明在地铁新线近距离穿越既有线设计和施工时,如何选择合适的施工工法、可靠的辅助施工措施、合理的施工步序及先进的监控量测手段,最大限度地减少对既有线的不利影响,确保线路的运营和结构的安全.     

明挖异形基坑下穿高架桥及近接航站楼施工的影响与控制

为研究明挖异形基坑施工对近临既有结构的施工扰动影响与控制效果，以南宁空港枢纽联络通道基坑工程为例，针对明挖异形深基坑下穿机场出发层高架桥和近接航站楼的施工问题，采取有限元数值模拟和现场监测相结合的方法，研究了复杂环境下基坑开挖引起的围护结构及其周边建筑物的施工扰动效应及变形特征。在此基础上，提出了基坑非同步分层、分区和分块开挖的方案，以及采取人工挖孔桩作为局部围护结构的施工控制措施，最终使得明挖异形基坑顺利开挖并实现对周边建筑物变形的有效控制。研究结果显示：基坑开挖后的桥梁呈现东边沉、西边隆的形态；周边地面沉降量排序为中间段地面沉降量>基坑南端地面沉降量>基坑北端地面沉降量>基坑北端放坡段沉降量，与数值模拟结果中的桥梁桩基差异沉降规律一致。     

客运专线超大断面隧道不同工法引起地表变形数值分析

研究目的:通过数值分析方法分析客运专线大断面隧道施工工艺、施工方案的可行性。研究方法:为研究同一围岩条件下隧道开挖而引起地表变形的特性及机理,借助于计算机技术和数值模拟计算,主要介绍了台阶法、CD法的施工工艺及施工方案、建模及计算成果等。研究结果:通过对大断面隧道开挖引起地表变形的数值模拟成果的分析,得出了在同一围岩条件下,采用不同的施工方法开挖隧道引起地表变形的特性和机理,在此基础上提出了相关的施工技术措施。研究结论:客运专线大断面隧道施工工艺繁多,各种工艺在具体应用前必须进行数值模拟计算,使整个隧道过程都处于安全可靠控制范围之内。     

跨既有线铁路结合梁施工技术

研究目的：跨既有铁路的施工在我国当前铁路建设中占有很大的比例。兰武二线古浪河大桥横跨既有铁路，本文通过对此桥32m结合梁施工实例的介绍，为类似工程的施工提供经验。 研究结果：在兰武二线古浪河大桥的结合梁施工中，采用相应的施工方案，使工程建设安全可靠，顺利完成。 研究结论：既有线桥梁施工中施工方法的选择、施工步骤的确定及现场的施工组织和安全管理必须规范，方能取得良好效果。     

与既有地铁线路接轨道岔施工方案研究

研究目的：以上海地铁M8线与既有的上海地铁1号线在人民广场站接轨的工程为例，对地铁接轨道岔的施工方法、施工工艺进行分析研究。 研究方法：搜集既有线轨道设计标准、调查研究接轨道岔现场情况及工作环境，制定施工设计原则，选择合理的施工方案并结合实际情况选用新材料。 研究结果：与既有地铁线路接轨道岔施工方案，最终采用间隔抽换正线与道岔共用短轨枕和扣件。 研究结论：施工前应做好既有线无缝线路的放散，施工全部结束后恢复道岔两端的无缝线路，并加强两端线路的锁定；FFU合成轨枕侧面应做出凹凸或花纹，新老道床混凝土接触面涂刷界面剂；道岔道床始、终端及道岔道床内设置伸缩缝，排杂散电流钢筋总截面积应满足要求并保证电气连接，尤其注意侧股道床钢筋与直股钢筋的绑扎或焊接。     

天津地铁4号线总体选线中的相关结构问题探讨

选线过程中面临诸多制约或影响线路选线的结构问题,例如,下穿(上穿)既有轨道交通区间或车站,下穿(侧穿)既有或拟建建筑物,侧穿高架桥桩基,下穿河流水体等,解决好这些问题可有效保证选线的合理性与日后建设的顺利实施。     

客运专线铁路隧道行车的舒适性、安全性及其工程措施探讨

研究目的:根据《中长期铁路网规划》,我国规划修建的客运专线铁路隧道将超过1 000 km,本文以“安全、优质、高效”地建设好客运专线铁路隧道为目标,着重研究、探讨了客运专线铁路隧道工程建设的有关技术措施。研究方法:以满足客运专线高速行车的舒适性和安全性为切入点,分析了客运专线铁路隧道的工程和结构特点,从缓解空气动力学效应,确保隧道结构的耐久性和大断面隧道施工安全等方面,阐述了客运专线铁路隧道具体的工程建设措施。研究结果:与常速铁路隧道相比,客运专线铁路隧道具有其显著的工程和结构特点,建设过程中,必需在借鉴以往工程经验的基础上,不断总结、完善,形成具有其技术特色的措施。研究结论:合理设置隧道断面和结构形式,加强隧道底部仰拱和填充混凝土结构,确保复合式衬砌隧道结构的耐久性和适应超大断面隧道的工程特点,坚持信息化施工原则等,是做好客运专线铁路隧道建设的技术关键。     

客运专线隧道断面方案研究和优化设计

研究目的:客运专线铁路隧道的建设在我国尚属首次,其断面选型和结构设计无成熟经验可以参考,原设计的时速250 km客运专线隧道衬砌断面和时速350 km客运专线隧道衬砌断面有不足之处。为满足客运专线隧道建设的需要,需要对客运专线隧道断面形式和结构进行优化设计研究。研究方法:广泛调研国外高速铁路隧道设计方案和施工经验,从隧道结构受力条件、排水系统布设及工程量大小等方面进行多方案比选研究。研究结果:合理选定了时速250 km客运专线隧道衬砌断面和时速350 km客运专线隧道衬砌断面形式,进一步优化了衬砌结构设计。研究结论:通过客运专线隧道断面研究和优化设计工作,克服了原设计客运专线铁路隧道衬砌断面的缺点。优化后的隧道衬砌断面具有受力更加合理、救援通道的使用更加方便、减少了隧道断面工程数量等优点。     

新建兰渝铁路兰州至广元段滑坡危害区划研究

研究目的:兰渝铁路是国家《中长期铁路网规划》西北西南区际间的新通道。为了在该项目的建设前更好地了解沿线地质灾害情况,做到有的放矢,为兰渝铁路的顺利建设提供技术参考,也给该地区今后的各项基础建设施工工作储备资料。研究方法:对设计线路经过位置进行大范围的调绘、勘察,结合兰州—广元段滑坡不良地质资料等研究成果,充分分析、归纳了该段线路走行范围内滑坡分布、成因上的共性及规律。研究结果:完成了兰渝铁路加深地质工作,建立了滑坡危害区划,给出了相应的工程处理对策。研究结论:对于黄土高原河谷阶地区,线路方案多以填方工程设计,滑坡影响极小;对于黄土高原沟壑梁峁区,线路方案多以隧道、桥梁工程设计,对于大型以上的滑坡多以绕避为主,对于无法绕避的,要进行预防并治理;对于构造体系交汇影响区,线路方案以隧道工程为主,大、中桥较多,绕避了大部分滑坡;对于山间河流冲击谷地区,线路方案以隧道、路基工程为主,滑坡影响较小;对于单一构造体系区,线路方案各种工程都有,滑坡影响极小。     

北京地铁6号线下穿既有4号线线路及隧道远程监测

北京地铁6号线平安里站—北海北站区间采用矿山暗挖法下穿既有地铁4号线,为保证既有4号线运营安全,应用远程自动化监测系统对既有4号线的隧道结构及线路进行实时监测,通过施工期间的实时监测,快速反馈信息,指导施工,保障了新建6号线的顺利下穿和既有4号线的运营安全。     

数值分析结合自动化监测技术在地铁下穿工程中的应用

为确保地铁双线盾构隧道长距离平行下穿既有建筑物的安全,采用FLAC3D有限差分软件建立模型,获得施工过程中地铁盾构隧道所引起的该建筑结构的变形规律及影响范围,并提出针对性的监测方案。结果表明:(1)根据理论计算及实际监测,盾构隧道施工对既有建筑结构的影响范围为隧道上方及两侧20 m横向范围,因此应对该范围内的建筑结构进行重点监测;(2)为降低由于盾构施工造成的地层损失,及时对区间下穿既有建筑段下方隧道拱部管片外侧地层进行二次注浆加固很有必要,通过监测可知,该建筑结构最大绝对沉降值约为9.5 mm,最大差异性沉降值为10.5 mm,均满足评估单位给出的安全指标;(3)采用自动化监测手段,实时掌握建筑物的变形数据,通过调整盾构推力、土仓压力、掘进速度等掘进施工参数,最大程度降低对既有建筑结构的扰动。     

铁路隧道下穿既有高速公路隧道施工控制技术研究

研究目的:解决新建隧道近距离穿越既有隧道时,既保证新建隧道施工安全,又能使既有线正常运营的问题。研究方法:针对温福铁路头岭隧道下穿既有高速公路隧道工程的实际情况,结合国内外研究成果和国家现有规程,在分析既有隧道健全度及施工对策的基础上,对交叉点附近新建隧道的施工方案及既有高速公路隧道的监控量测措施进行了分析研究。研究结果:得出了几种施工技术和相应的参数、控制标准。研究结论:(1)近距离爆破振动施工可能会产生严重危害,必须引起高度重视,因此,头岭隧道穿越段施工之前,应对既有隧道衬砌强度、衬砌背后空洞分布、衬砌抗震性等进行必要的评估,制定爆破振动控制基准,进行合理的爆破参数研究。(2)在新建隧道掌子面推进到离交叉点3~4倍洞径时,应开始做好既有隧道内的监控量测,通过监测分析结果,合理调整开挖方法、爆破参数及起爆方式,确保既有隧道安全。(3)交叉段施工完成之后,对既有隧道交叉点附近隧道衬砌结构应重新进行安全性评价,确保既有隧道不会因时间推移而产生破坏。