大直径盾构扩挖地铁车站型式的选择

日益复杂的地铁建设环境使得地铁线路布置困难,施工风险加大,同时对施工方法和车站型式的选择也提出了更为严格的要求。以北京地铁14号线试验段车站建设为背景,对大直径盾构扩挖修建车站的方案设计和型式进行了分析研究和比选。结果表明,采用大直径盾构扩挖地铁单洞双线区间并在盾构隧道基础上小规模扩挖形成车站是解决复杂环境下地铁建设的一种新思路;从总体的工程量和施工难度上相比,单洞双线侧式车站型式比单洞双线岛式车站型式更有优势;与传统车站型式相比较,经济性还需要根据试验段实施情况进一步研究。     

单层洞桩法暗挖车站边桩结构受力及变形特征研究

以某单层洞桩法暗挖车站为例,介绍了边桩顶应力、边桩钢筋内力、边桩混凝土应变、边桩顶竖向变形及边桩侧向水平位移等监测方案设计,并通过对监测数据进行总结分析,得出单层洞桩法暗挖车站边桩结构受力特征.在主体土体开挖期间,边桩土方开挖段侧向摩阻力急剧减少,受力状态发生显著变化,为受力最不利的状态.建议设计时根据计算结果对边桩强度进行验算,施工时对底板以下边桩侧向及桩端进行后注浆,以便有利于提高桩基承载力.总结出了边桩变形特点及影响因素,并提出了边桩的结构受力及变形特征符合摩擦桩的特点.建议设计时仅取底板以下土体提供的桩侧阻力和桩端力,按照摩擦端承桩进行设计.     

盾构隧道基础上修建三连拱地铁车站结构参数研究

以广州地铁3号线林和西路站为工程背景,采用有限元法数值模拟分析手段对在单线区间盾构隧道的基础上,采用矿山法直接扩挖单层三连拱地铁车站进行了研究,得出了主体结构的参数和整个施工过程结构的内力、变形和位移分布与大小,为今后实际工程的设计和施工提供有价值的参考。     

低含砂率富水卵石地层暗挖地铁车站施工关键技术

以北京地铁16号线红莲南里车站工程为研究背景,该车站赋存环境条件复杂,对地层沉降控制标准要求高,车站部位地层为低含砂率富水卵石地层,围岩自稳能力差。根据工程赋存的环境条件和地层条件,在施工过程中针对地铁车站主体结构的建造工序、低含砂率卵石地层导洞开挖与支护技术、边桩和中桩的成孔技术、导洞初支与边桩连接节点设置、导洞与中洞拱部初支连接节点设置、车站负二层侧墙的逆作缝处理、车站全施工周期地层沉降动态控制等关键技术开展研究,提出解决措施,确保车站主体结构顺利施工。监测结果表明,车站上方地层沉降也得到有效控制。     

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.     

地铁工程先盾后扩穿越西安地裂缝设防段隧道扩挖方案研究

目的：为优化地铁工程穿越西安地裂缝段常规“竖井暗挖+盾构空推”施工方法，开展基于“先盾后扩”新型建造技术的扩挖方案研究。方法：依托西安地铁15号线府君庙村站—祝村站区间隧道穿越F9和F′9两条地裂缝带设防工程，进行新型建造技术试点应用。介绍了“先盾后扩”法的施工基本流程和设计要点，提出了6种设防段盾构扩挖方案，重点讨论了各方案可行性及优缺点，并综合施工便利性、地面沉降控制和结构受力特性给出了推荐方案。结果及结论：“先盾后扩”法省去了竖井和洞内端头土体加固工程量，确保了盾构作业连续性，解决了设防段地面作业条件受限的问题，不考虑盾构空推的扩挖断面也可大幅减小，进而降低了工程造价；设防段盾构扩挖时，横向及竖向支撑能改善扩挖隧道支护结构变形，但临时仰拱或横撑发挥的作用较为有限，在地层降水措施有保障的条件下设置的必要性不强；竖撑能明显改善扩挖隧道支护结构受力，应予以保留；综合横向及竖向支撑切割断面引起的施工干扰问题，推荐“全断面+双竖撑法扩挖”为依托工程扩挖方案。     

基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站的结构方案及其关键节点受力和变形

针对北京地铁14号线将台车站结构方案存在的不足,提出1种基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站的塔柱式结构方案,并建立三维非连续接触模型,研究塔柱式结构关键节点的受力和变形。结果表明:盾构隧道和车站2边主体结构的施工,对管片纵缝的张开和错台影响显著,但对管片环间错台影响不明显;横通道施工对管片纵缝的张开和错台影响较小,开口环管片的环间错台不明显,但塔柱环和开口环管片的环间错台急剧增加,最大错台量为2.73 mm;管片接头压应力在扩挖施工阶段均明显增大,尤其在横通道施工阶段,由于部分管片的拆除,塔柱环管片的拱腰处节点压应力剧增,最大值为19.31 MPa;管片和现浇混凝土连接节点的张开和错台均不明显,此类节点压应力小于塔柱环管片相同位置节点的压应力;管片接缝面的剪轴比均大于摩擦系数0.5,但管片接头斜直螺栓的轴向拉力均小于其所能承受的最大抗拉荷载,满足抗拉强度要求。     

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。     

新疆地铁一号线王家梁站洞桩法施工数值模拟研究

以新疆地铁一号线王家梁站为工程背景,通过CAD-Rhinocero-Kubrix方式建立计算模型,应用Flac3D软件模拟洞桩法施工,对地层位移变化等进行研究,并优化导洞施工方案。分析表明:导洞开挖与扣拱施工是引起地表沉降的两个主要阶段,二者引起地表沉降比例高达近90%,导洞与车站拱顶超前注浆加固非常有必要;已有现场测量数据与数值计算结果吻合度较高,验证了模拟结果的正确性,基于此对后续施工引起地表沉降值做出预测;洞桩法施工对周围地层造成多次扰动,但扰动范围较小,中柱是主要的受力结构,施工中应重点监测;通过对比分析,确立了先中后边、先上后下的最优导洞开挖方案。     

洞桩法施工引起土体变形的规律研究

研究目的:洞桩法作为一种修建地下车站的新兴工法,发展迅速,但其已有的研究成果主要集中在地表沉降及管线变形上,忽视了地下结构与土体的相互作用,尤其缺乏对于四洞三跨结构洞桩施工引起土体变形研究。本文以北京地铁16号线苏州街站工程为背景,基于实测数据对导洞开挖阶段地表沉降的发展及分布规律进行分析,并结合有限元方法动态模拟地铁车站洞桩法施工过程,研究四洞三跨结构洞桩法各施工阶段引起的土体变形规律。研究结论:(1)多个相邻导洞同时开挖会引起"群洞效应";(2)对地表沉降影响最大的主要是导洞开挖、初衬施工及二衬施工这三个阶段,占总沉降量的比值分别为32%、55%和7%;(3)二衬施工完后,支护体系初步形成,除开挖面底部土体因卸荷产生竖向隆起外,其他土体主要以水平变形为主:拱顶上部土体向车站中心发生一定水平位移,同时拱顶两侧土体受支护结构伸张变形的影响,向车站外侧发生明显水平位移;(4)本研究结论可为洞桩法的推广与应用提供理论依据,并可为类似工程的施工与设计提供参考。     

天津地铁工程采用1.5m盾构管片的探讨

国内在建城市地铁工程地下区间段大部分采用盾构法施工,随着盾构隧道施工技术的不断成熟和进步,盾构管片形式及分块也趋于多样化。此文以天津地铁4号线设计为例,从管片受力、推进速度、工程造价等方面对1.5m环宽与1.2m环宽盾构管片进行比较和探讨,得出1.5m环宽管片在天津地铁建设中具有更大的推广价值、可行性更高这一结论。     

富水软弱地层盾构接收施工技术

工程地处天津城区,地质情况复杂。土质松软,自稳能力极差,地下水位高,水量丰富,属于典型的软弱富水地区。盾构隧道下穿天津站铁路股道,加之接收井紧邻京津城际铁路,安全风险任务重。盾构接收时容易发生突发性的灾害,直接威胁施工人员、设备和周边环境的安全。针对天津地铁隧道所处的复杂地面环境和地质环境风险,通过采取水平注浆和冷冻法对盾构井土层前期加固,在盾构推进过程中的监控量测、盾构姿态控制、同步注浆和二次注浆措施,接收时采用明洞接收箱接收工艺,安全通过重大风险源,顺利完成盾构接收,可为类似工程施工提供借鉴。     

北京地铁14号线侧穿京津城际铁路桥桩地基预加固技术分析

盾构法施工引起的临近构筑物变形是盾构隧道设计和施工中备受关注的问题。以北京地铁14号线方庄站至十里河站区间隧道侧穿京津城际铁路桥桩施工工程为例,运用有限元专业分析软件Midas/GTS建立了三维空间实体模型,对地铁盾构隧道侧穿京津城际铁路高架桥桥墩的施工过程进行模拟。结合工程现状,提出了预处理措施;通过计算对比和分析,给出了合理的加固措施和加固范围。     

盾构下穿城际客运专线引起变形的数值分析

天津市地铁3号线解放桥站--天津站站盾构区间穿越京津城际客运专线为我国首例已实施的盾构穿越高速铁路路基段工程,通过使用ANSYS软件,建立地层-结构三维实体模型,模拟盾构穿越客运专线的过程,分析盾构穿越期间轨道沉降及横移变形规律,将数值分析与实际测试结果进行对比分析,表明在无轨道加固、车辆限速措施的条件下,采用严格控制施工参数的措施可以保证高速铁路的正常运营。     

盾构施工中自动导向系统的原理及应用

结合天津地铁二号线沙-博盾构区间段地下隧道贯通的测量实践,阐述了盾构机自动导向系统姿态定位测量的原理和方法,以及如何使用人工测量的方法来检核自动导向系统的准确性,分析了盾构机姿态定位检测的情况,并对盾构机姿态定位中的测量工作进行了深入细致的研究。     

盾构进洞盐水冻结加固施工技术

介绍了天津地铁2号线东南角站—建国道站区间盾构进洞采用的盐水冻结法加固技术,该加固技术取得了非常理想的效果。结合工程实际对冻土帷幕和冻结效果进行的验算分析表明,采用盐水冻结加固技术降低了盾构进洞过程中出现漏水、涌沙的可能性。施工中在破洞门钢筋混凝土时要精细施工,注意防止破坏冻结管,减少盾构机在冷冻体的停留时间,并做好保温措施。     

盾构区间隧道水平近距离施工方案研究

研究目的：盾构区间隧道水平近距离施工在国内尚无成熟的技术方案,对其进行研究,为同类工程的设计与施工提供借鉴和参考。研究方法：结合天津地铁2号线工程,采用结构平面有限元数值模拟计算与数据分析,并同国内相似工程的经验进行类比。研究结果：分析了盾构区间隧道水平近距离施工存在的风险,研究得到了相邻隧道开挖前后的结构内力、变形及其分布特征,以及沉降曲线,并提出安全施工方案。研究结论：盾构水平近距离施工时需加长对盾构周边土体的加固范围,在相邻两隧道之间设置隔离桩,同时在施工过程中需严格控制施工参数并加强监测。     

同一地铁车站两种空调通风系统的比较

研究目的:通过对同一地铁车站2种空调通风系统形式的比较和分析,了解开闭式系统和屏蔽门系统的主要差别和各自的特点。针对空调通风系统专业而言,在工程造价及土建影响方面,明确屏蔽门系统较之开闭式系统的优势。研究方法:采用对比的方法对开闭式系统和屏蔽门系统在系统构成、计算结果、空调通风机房及设备布置方面进行比较,并且就这两种空调通风系统在运行费用、土建造价和环控设备初投资等方面进行技术经济比较和分析。研究结果:由比较结果得出,在设备运行费用上,屏蔽门系统要低于开闭式系统;在初投资上,包括环控系统设备初投资和影响土建造价的投资,屏蔽门系统比开闭式系统节省投资100多万元。研究结论:仅对于空调通风系统而言,在天津地区,无论在初投资还是在运行费用上,屏蔽门系统都比开闭式系统具有一定的优势。进一步证实,天津地铁2号线初步设计空调通风系统由开闭式系统到屏蔽门系统的转变,是可行的。     

盾构双线隧道下穿通信铁塔近接影响分析

地铁双线隧道盾构下穿通信铁塔,风险程度较高。研究盾构近接施工对铁塔位移的影响,对于保证施工中铁塔稳定具有重要意义。以天津地铁6号线盾构隧道下穿通信铁塔为例,通过有限元数值分析软件ABAQUS对盾构施工过程进行模拟。将地表沉降计算值与地表实测值进行对比,验证盾构模拟的合理性。对地铁双线隧道不同位置处下穿通信铁塔时铁塔位移变化进行研究,得到各位置处铁塔位移分布规律。同时分析铁塔受影响较大区域,结果表明在左线隧道开挖过程中,距隧道中心2倍洞径范围内铁塔受影响程度最大;右线隧道开挖过程中,左线隧道左侧2倍洞径至右线隧道右侧2倍洞径范围内铁塔受影响程度最大。     

地铁大直径盾构区间土建工程造价指标研究

为在工程前期研究阶段更快、更合理地确定地铁大直径盾构区间土建工程造价指标,以武汉、天津、台州等地的大直径盾构区间工程为实例,着重分析地铁大直径盾构区间土建造价构成;并通过对有关投资文件进行详析,研究得出逐项累加法和比例估算法两种测算大直径盾构区间土建造价指标的新方法。其中,逐项累加法计算精度较比例估算法高,需要先对各分项工程造价指标进行分析、计算后,累加得出地铁大直径盾构区间土建造价指标。以上两种新方法,可为今后地铁工程决策和前期设计方案优化提供参考和依据。