隧道掘进扇形转体法施工技术

在暗挖地铁人行通道、风道施工过程中,经常会遇到隧道洞体转折90°的急拐弯。为了受力转换,传统的做法是:在拐弯处一定范围内加大、抬高隧道断面;做完初期支护,二次衬砌(二次衬砌在开口处设加强环)后,再开口破除,向另一个方向开挖、衬砌。这种方法成本高、进度慢、效率低、开挖作业面受局限,产品使用效果不好。为此,研究了隧道掘进扇形转体法施工方法,取得了满意的效果。     

浅埋暗挖平顶直墙大断面隧道施工变形控制

结合北京地铁八号线安德里北街站1号风道工程,对平顶直墙大断面隧道在浅埋暗挖法施工条件下的变形及其控制措施进行分析.采用有限元分析软件ANSYS分别对2种支护方案进行模拟分析.方案一：采用格栅钢架、钢筋网加喷射混凝土的初期支护措施；方案二：在方案一基础上加设大管棚和小导管注浆超前支护措施.另外,还对模拟结果与现场监测数据进行对比分析.通过分析得出：采用方案二的支护措施施工浅埋暗挖平顶直墙大断面隧道,可以控制变形量值在要求的范围内,达到安全施工的目的.     

富水砂卵石地层双层衬砌类圆形断面矿山法地铁隧道适应性研究

针对富水砂卵石地层条件下矿山法隧道下穿既有地铁盾构隧道,首先从工期要求与既有工程经验方面进行总体方案设计,明确矿山法隧道近距离下穿既有隧道的优势;随后基于规范要求与富水砂卵石地层特性,提出施工变形控制标准;最后对初期支护+双层衬砌结构型式下的沉降变形、结构内力等进行深入分析,并与常规初期支护+二衬结构型式进行对比分析,明确双层衬砌结构型式的优势。研究结果表明:类圆形断面在减小隧道开挖轮廓与改善结构受力性能等方面具有明显优势,同时本工程双层衬砌构造型式,围岩荷载主要由二次衬砌承担,永久结构(三次衬砌)承担的荷载较小,永久结构在承载力与稳定性,尤其是安全储备方面具有明显的优势。     

广深港高铁深港隧道下穿地铁1号线PBCRD工法数值计算研究

依据某大断面隧道工程在富水软弱地层中下穿地铁及地下商业街,通过Midas-GTS数值模拟,研究分析先墙后拱交叉中隔壁法(即PBCRD工法)进行近接工程施工的安全性。研究结果表明:该工法能够有效控制位移,保证运营地铁及地下商业街安全,且大断面隧道初期支护、临时支撑与二次衬砌内力在安全范围内。根据分析结果提出施工对策:应采用高压水平旋喷桩改良地层;及时封闭掌子面,并及时施作初期支护;针对桩基侵入新建隧道的情况制定详细的处理方案。采用PBCRD法施工的结构整体性较强,受力转换过程较少,施工空间较大,导洞空间大,二次衬砌工序减少。同时在保证隧道施工安全快速的前提下,也能够保证近接建筑物的安全。     

地铁双层隧道试验研究

本文介绍了深圳地铁1号线罗湖－大剧院段单洞双层矿山隧道设计。认为在地质条件相对较好的情况下，采用重叠道设计可以减少对繁华市区建筑基础的影响，而单洞双层隧道较易保证施工安全和控制地表下沉量。先施工上洞比先施工下洞的地表沉降要小得多。开挖经二洞室时，先施工的衬砌有沿着两洞室中心线的连线方向向上的卸载过程。卸载对非上下重叠隧道的衬砌不利，单洞双层隧道直墙部分所受拉力较大。单洞双层隧道直墙墙脚应加大拱脚。开挖前应进行围岩预加固，加固拱圈脚必须有竖向锚杆支撑。     

大跨浅埋暗挖直墙拱地铁风道初期支护破除的模拟分析

地铁风道往往因为其结构断面较大,在采用浅埋暗挖法施工时只能采取分块开挖,分步模筑的方法进行.临时初期支护(初支)破除作为由初支向二次衬砌(二衬)过渡的一个重要的工序,破除时存在着频繁的应力转换、分散、重分布等临界状态,是施工中最危险的一个阶段.该文采用"结构-荷载"模型,利用增量法,分析初支破除过程中结构的内力变化规律.以北京地铁四号线石榴庄路站一号暗挖风道单层段初支破除的成功实践为例,通过有限元分析计算,对破除施工各阶段的初支内力及位移分布和变化做出了超前判断,并结合工程实际情况,确定了最优破除步距,提出了合理的破除、换撑、模筑方案,以有效地降低初支破除风险,指导工程实践.     

北京地铁10号线三联拱隧道施工技术研究

北京地铁10号线北土城站—安贞门站区间三联拱隧道穿越粉质黏土和中粗砂地层,采用浅埋暗挖CRD工法施工.中洞先行开挖。然后开挖两侧隧道,分部衬砌,施工过程中受力转换复杂,分部沉降对地层影响大,通过采用合理施工方法,信息化调整支护参数。确保了结构的安全稳定,解决了复杂受力结构浅埋隧道开挖的难题。     

南京地铁小净距隧道施工力学及工序优化研究

以在建“南京地铁”非对称小净距隧道为背景,深入研究施工全过程力学行为及工序优化,总结变形特性、力学响应及塑性区分布规律.得出主要结论:①先行洞(断面小)变形主要受自身施工控制,后行洞(断面大)关键控制步为右Ⅲ区开挖和临时支撑的拆除,CRD法能有效减少洞身变形,控制塑性区增长.②随着后行洞施工,先行洞支护内力不断演化,轴力和弯矩峰值逐渐向中岩墙侧移动,成为支护稳定关键控制部位.由于先行洞开挖,相当于中岩墙围岩部分约束解除,后行洞竖向临时支撑承受较大轴力.临时支护拆除,其轴力向环向支护转移,后行洞中岩墙侧支护轴力明显小于外侧支护轴力.③右洞(断面大)先行时,支护结构受力与左洞先行正好相反,并且安全系数最小值更小,支护最大压应力会增大.综合考虑轴力、弯矩、安全系数、压应力及塑性区,宜先施工左洞(断面小),利用施工偏压消除或减弱非对称小净距结构偏压作用.④隧道宜采用非对称设计,加强左洞中岩墙侧支护参数,而后行洞背离中岩墙侧支护需加强参数,与先行洞规律相反.     

城市管群下超宽断面平顶直墙地下结构施工技术

介绍在超宽断面平顶直墙地下结构施工中采用多导洞施工方案,并采用微台阶开挖法达到控制地表沉降和保护地下管群的目的。     

武广客运专线泉井1号隧道衬砌施工技术

二次衬砌是隧道永久支护结构,在围岩及初期支护变形基本稳定后施做。在仰拱超前情况下,采用模板台车进行拱墙一次衬砌。结合武广客运专线泉井1号隧道衬砌施工,介绍了大断面隧道仰拱、二衬钢筋构架、模板台车,以及衬砌混凝土施工中的问题及改进措施,对大断面软弱围岩隧道二衬施工工艺及技术进行总结。     

复杂环境下大跨地铁风道结构建造方案研究

采用PBA工法建造的大跨地铁风道结构施工顺序主要有逆作法和顺作法两种方法。为克服传统PBA工法存在的问题,以北京地铁8号线三期工程大红门桥站-和义站区间附属大跨风道为背景,提出一种风道负1层和负2层分别顺作的施工方案,并采用三维数值模拟方法,对风道结构不同施工方案进行研究。针对风道拱部的中导洞开挖跨度大、地层沉降控制难度大的特点,提出一种联合支护结构。工程实践表明:负1层和负2层分别顺作的结构施工方案更有利于地层沉降控制及结构安全,联合支护结构有效控制了大跨中导洞开挖引发的地层沉降,确保周边环境安全和结构自身安全。     

大跨地铁风道导洞开挖的地表沉降分布规律研究

北京地铁8号线大红门桥站-和义站区间附属风道为跨度16.2 m的单跨结构,采用暗挖洞桩法(PBA工法)施工。为有效控制导洞开挖引起的地表沉降,必须合理安排导洞施工顺序。基于三维数值模拟方法对不同的导洞开挖方案地表沉降分布规律进行研究,并与地表沉降监测结果进行比较分析。结果表明:不同的导洞开挖顺序的地表沉降发展路径差别显著,但最终的沉降值基本一致;随着导洞的开挖,地表沉降槽宽度增加并不明显,但是由于导洞开挖的群洞效应,地表沉降速度发展较快。因此在后续的拱部开挖支护中,必须通过调整支护措施和开挖方案来严格控制地层沉降。     

壁板坡特长隧道施工通风的影响因素分析

特长隧道通风是目前隧道工程建设中的难点,为分析影响带平导特长隧道施工通风的主要因素及其规律,以沪昆客运专线壁板坡特长隧道为工程背景,分析隧道施工时的通风系统和洞内外空气质量的监测数据,并结合目前对隧道施工通风影响因素的研究成果,总结影响特长隧道施工通风洞内空气质量的主要因素及其特征,包括洞内外的温度差、通风方案、施工组织和掘进方法,以达到合理组织隧道施工与优化通风的目的,为类似特长隧道的施工通风及其优化提供参考依据。     

隧道洞口受力分析及进洞方案探讨

当前隧道施工倡导"零刷坡"进洞理念,洞口仰坡尽量避免大挖大刷,在减少施工工作量和难度的同时,较好地保护环境。用库仑理论对洞口受力进行分析,并以此为依据确定进洞采用大管棚还是小导管。洞口地段的施作关键点在于限制初期支护的变形,同时应控制掌子面、仰拱、二衬间的安全步距,及早封闭成环,仰拱和衬砌紧跟。     

深竖井条件下暗挖隧道施工机械配套分析

针对周边环境复杂、地质条件差的深埋地铁隧道施工扰动大的问题,以南宁地铁3号线青秀山站暗挖隧道为工程依托,提出以非爆破为导向的铣挖法施工技术。结合复杂隧道暗挖施工作业空间小、交叉节点多的特点,对隧道施工中垂直运输、挖装运、通风、超前支护和衬砌作业线机械配套选型进行分析,并在压入式通风的基础上计算了双线隧道所需风量。     

地铁换乘车站深基坑支护体系测试研究

研究目的:城市地铁换乘车站基坑施工难度大,维护结构安全性和稳定性尤为重要。针对某换乘车站工程地质条件、周边建筑环境和工艺特点,选取合适的围护方案和水平支撑体系。采用现场测试方法,分析基坑围护桩水平位移和钢支撑轴力变化规律,得出城市地铁换乘车站基坑支护有益结论,为相类似工程提供借鉴。研究结论:基坑开挖过程中,围护桩的变形随着开挖深度的增加而增大,由于桩顶设置有冠梁,围护桩变形最大值出现在开挖深度的中下部,随着开挖深度的增加,最大位移值的位置也随之下移。支撑轴力值在开始时增加量很大,随着基坑的开挖和下一道支撑的安装,变化幅度不大;施工过程中各道支撑的实测轴力占设计值百分比均小于70%。     

黄土地区地铁车站换乘改造施工力学行为研究

以西安地铁5号线新建南稍门站对既有地铁车站换乘改造工程为背景,运用有限元方法分析研究既有地铁车站换乘改造的空间施工力学行为,重点论证既有地铁车站侧墙开洞工法的合理性。研究结果表明:(1)新建换乘厅基坑开挖卸荷是引起邻近雨污水管及既有地铁车站上抬变形的主因,而侧墙开洞后板墙支承约束减弱是导致孔洞顶部发生下沉变形的关键工序;(2)侧墙开洞后洞顶由受压区转变为受拉区,且洞口周边竖向压力突增,而侧墙弯矩变化幅度较小,故侧墙开洞应遵循"化整为零,随挖随支"的原则,即加强圈梁应尽快封闭成环,以抵抗由于侧墙开洞所引发的周边结构复杂的内力形式;(3)随着侧墙开洞跨度的增加,既有线车站的变形和内力均显著增大,而横通道水平净距对既有线车站的变形和内力影响较小,因此破除既有线侧墙方案建议选取7.5 m净跨、0.5D水平净距的施工方案,可确保既有线的运营及施工安全。     

雪峰山特长隧道施工关键技术

雪峰山特长公路隧道在施工中采用先治水后开挖,超前预支护技术成功地在该隧道软弱围岩段展开了全断面施工;采用简便快捷的混合通风方式提高了通风效率,加快了施工进度,满足了该隧道优质高效的建设要求。     

宁波软土地区相连深基坑开挖施工时空效应实测分析

软土深基坑施工期变形具有明显的时空效应,以宁波软土地区相连深基坑为工程背景,对软土地区相连深基坑开挖的时空效应开展研究。基于基坑施工过程中地表沉降、地连墙水平位移、支撑轴力的监测数据,分析施工工序、开挖深度等因素对不同位置处基坑结构与土体的变形影响,并通过有限元软件对2基坑同时开挖的情况进行计算讨论。研究结果表明:采用2个基坑单独开挖的顺序,在一个基坑开挖时,已完成的地连墙或已封顶的车站结构将对这一侧的地表沉降和地连墙水平位移有较好的约束作用;地表沉降与地连墙水平位移在基坑长边上的值大于端头部分,且这2个变形值具有明显的深度效应,即随着开挖深度的增加,变形值增加更快;支撑轴力的变化主要受开挖土体的位置影响,越近的土体开挖,支撑轴力增加越大;若采用2基坑同时开挖的方式,控制中间部分地连墙的变形将是重点,施工安全也面临较大挑战。     

浅埋暗挖大跨地铁风道施工技术

研究目的:本文主要介绍了浅埋暗挖大跨地铁风道工程施工方法选择、施工工序及施工要点,并通过对地层变位的监控量测,实现信息化施工.研究结论:(1)风道施工过程引起的地表沉降的规律,可以划分为五个阶段:零变形阶段、微小变形阶段、剧增变形阶段、缓慢变形阶段、基本稳定阶段;(2)开挖支护对引起地表沉降的影响可达到地表总沉降的76.6％～92.5％;(3)路面外载荷对地表沉降的影响也不容忽视,建议采用在路面铺设钢板的方法来缓冲和扩散荷载的作用.