地铁某车站工程施工降水研究

研究目的:地铁工程降水是地铁建设的重要组成部分,直接影响工程建设的安全实施,控制工程建设周期,在整个工程建设中作用重大,意义深远。研究结论:在强渗透性土中进行施工降水,通过对坑内、坑外降水优缺点进行综合分析比较,采用坑外降水方法:(1)能够满足涌水量较大基坑降水要求,保证车站结构底面以上无水作业;(2)有效地避免和减少对施工的干扰和影响,利于车站基坑开挖及结构施工的组织和实施;(3)利于降水和排水作业有序顺利进行;(4)经过后期该车站施工验证,基坑涌水量预测、单井出水量计算是较为准确的,对今后类似工程的降水作业有一定的借鉴和指导作用。     

杭州地铁人民广场站深基坑降水研究

研究目的:结合杭州地铁2~#线人民广场站深基坑降水的工程实践,采用三维渗流模型模拟基坑内外渗流场,选用有效的降水设计方案,保证基坑开挖期间安全,并对承压水降压风险和地面沉降进行分析,为类似工程积累宝贵的经验。研究结论:(1)降水工程的专业性强,地域性非常明显,类似工程经验非常重要;(2)钱塘江两岸分布着复杂深厚的第四纪松散沉积层,其间发育有多层厚度较大的孔隙承压含水层,各含水层之间发生强烈的水力联系,构成了一个复合含水层系统,具有极高的承压水位,大大加大了深基坑降水的难度;(3)在深基坑的降水设计中,必须将工程地质、水文地质条件和基坑的围护体系结合起来,选取合理的水文参数,进行详细的三维渗流分析,才能保证降水方案的合理、有效;(4)降水运行必须严格执行设计方案中的运行要求,尽可能减少承压水位降深,进而有效控制坑边路面沉降量,确保周围建筑物的安全;(5)实践证明,该方法正确、可靠,是复杂深厚第四纪松散沉积层地区承压水深基坑降水设计的良好手段。     

西安地铁凤栖原车站深基坑施工降水技术研究

研究目的:结合西安地铁2号线南延段凤栖原站降水的工程实践,介绍降水施工中的管井施工工艺,对周边重要建筑物的保护以及地下水监测及沉降监测等施工技术,为类似工程的施工提供方案支持.研究结论:降水工程的专业性强,地域性非常明显,类似工程经验非常重要.黄土夹砂地层降水,需要在充分掌握工程地质特征和水文地质条件的前提下,结合基坑形状和几何尺寸,参照本地区类似工程经验,经过经济技术比较后,选择合理降水方案.方案实施期,加强降水效果监测,及时分析、优化方案,并采取及时有效的改进措施.在基坑深度不大的西安黄土地区,基坑宽度小于20 m时,采用基坑外深井管降水即可满足降水要求;当基坑宽度大于20 m时,应采用内外结合的深井管降水.     

双连拱地铁隧道施工关键技术及力学行为模拟

研究目的:本文依托西安地铁5号线雁鸣湖停车场段双连拱隧道浅埋暗挖工程,结合该工程中导洞+上下台阶施工方法,探讨双连拱地铁隧道在黄土地区应用的关键技术,并从地表沉降、对既有隧道影响、新建隧道衬砌应力变化及变形规律四个方面论述双连拱隧道施工的力学行为变化规律。研究结论:(1)受中导洞分割作用,左、右正洞施工相互影响微弱,其初衬变形规律基本相同,双连拱隧道施工引起的地表沉降可以认为是中导洞、右洞、左洞独立开挖引起的地表沉降的叠加;(2)当前施工方案下既有隧道主要产生整体性偏移,最大水平位移及竖向位移分别为7. 2 mm、5. 5 mm,而其最大拱腰收敛量仅为2. 25 mm,最大应力变化量仅为0. 35 MPa;(3)初衬拱顶沉降可分为三个阶段:迅增阶段、缓增阶段、稳定阶段,其中迅增阶段(超过监测断面2倍洞径以内)为施工过程中的关键阶段,施工过程中应加强监测,并根据实测数据采取相应保护措施;(4)初衬施工过程中,随着后行洞的开挖,中隔墙受力逐渐对称,墙中心水平偏移及墙角应力偏差减小,初衬施工结束时中隔墙受力及变形已基本恢复对称;(5)本研究可为黄土地区城市地铁双连拱隧道施工关键技术及力学行为规律的进一步研究提供有益参考。     

大断面软弱围岩隧道防塌方实时监测预警标准研究

研究目的:隧道事故统计分析表明,塌方发生数量和导致的人员伤亡远高于其他隧道灾害事故。在隧道施工中实现塌方前预警,可大大减少隧道塌方危害。而合理确定隧道塌方预警标准是实现软弱围岩隧道防塌方预警的关键,目前国内外未见成功的报道。因此,需要对隧道防塌方预警标准进行研究,以指导隧道安全施工。研究结论:(1)隧道变形量与水文地质条件、施工工法、施工进度等因素有关,目前规范中的标准值不适合直接应用于隧道塌方预警;(2)软弱围岩隧道防塌方实时监测不同于常规监测,关注的重点是拱顶相对于隧道底部或边墙的相对变形,因此采用相对变形量进行防塌方预警是可行的;(3)隧道防塌方实时监测预警基准值要根据目前规范位移限值、类似工程实测位移最大值和所在隧道工程实测数据综合确定;(4)现场试验表明,本文确定的隧道塌方预警基准值能满足隧道防塌方监测预警的需要,研究成果可应用于大断面软弱围岩隧道施工中。     

承德地区铁路网布局研究

研究目的:探讨和解决承德地区在铁路建设和发展方面存在的主要薄弱环节,提出布局合理的铁路网框架。研究方法:根据承德地区的自然经济特征和既有铁路网状况,从布局、标准和能力3方面系统分析研究地区铁路网存在的不足,并提出合理的布局框架。研究结果:承德地区铁路网存在着布局欠合理、技术标准低、输送能力小等薄弱环节,必须予以强化和补充。研究结论:应采取如下主要措施以完善承德地区铁路网布局:(1)建设能源通路和出海通路;(2)建设进京大能力快速通路;(3)以最小的代价,最大程度地提高既有铁路技术标准,从而形成规模适度、布局合理、能力充足的“一横两纵”路网主骨架和以市区为中心、放射状辐射各县区的铁路网。     

地铁TBM区间上跨高铁隧道施工关键技术研究

研究目的:本文依托重庆轨道交通5号线TBM区间隧道上跨沪蓉铁路人和场隧道工程,在分析工程重点、难点的基础上,通过对新建地铁隧道的方案优化、施工控制和既有高铁隧道的检测、评估和监测等开展研究,得到经验和成果。研究结论:(1)开展既有高铁隧道检测和评估,以评价方案的可行性和操作性是此类工程得以顺利实施的前提;(2)做好TBM区间隧道上跨高铁隧道施工期间掘进参数的控制、管片背后豆石吹填、回填灌浆及管片底部注浆等措施,是减小对高铁隧道施工影响的保障;(3)对运营高铁隧道选择先进、合理、高效的监测手段进行实时监测,并与铁路相关部门建立有效联动机制,是确保安全的重要和必要手段;(4)本研究成果可为地铁TBM区间隧道上跨高铁隧道施工的影响控制提供借鉴。     

“雨滴”钢结构的稳定性研究

研究目的:东南沿海地区风灾频发,对站房钢结构稳定性影响巨大。为预测大型悬挑异型曲面钢结构在施工过程中发生的强度破坏和安全事故,本文以宁波站站房南北两侧"雨滴"钢结构为工程背景,通过有限元数值模拟和现场实际监测对"雨滴"钢结构进行稳定性分析和监测控制研究,找出大跨度悬挑结构在施工过程中的危险区域,从而提出针对危险区域的应对措施。研究结论:(1)通过有限元MIDAS/GEN对施工过程中位移及应力进行数值模拟,得到变形最大值都在2号弧形梁S2. 3、S2. 4处,变形值分别为40. 739 mm、42. 718 mm、43. 711 mm;(2)在施工过程中,对卸载、加上幕墙重量和考虑台风三种工况进行应力与变形监测,得到三种工况下实测变形最大值都在2号弧形梁S2. 3、S2. 4处,变形值分别为42. 362 mm、42. 312 mm、48. 323 mm;(3)通过实测数据与模拟结果的对比,应力最大值在结构根部位置,最大值为166 MPa,施工前应对根部进行加固处理;(4)"雨滴"钢结构结构最大应力监测数值与模拟数值大体一致,施工过程在安全可控范围内;(5)本研究成果可为日后类似钢结构的施工和稳定性评价提供相关参考。     

既有线下穿箱涵工程对周围环境影响的研究

研究目的:在实际施工中,如何控制箱涵下穿施工对周围地层的扰动影响,是快速、安全进行箱涵顶进施工的关键.某超大断面、施工技术难度很高的箱涵顶进工程,在施工期间为不中断既有公路线的正常通行,采用了管棚支护下箱涵下穿技术.本文通过对其现场测试数据的整理和分析,总结箱涵顶进对周围环境的扰动影响规律.研究结论:(1) 在与箱涵的中心标高一致处,掌子面正前方的深层土体发生最大的水平位移;(2) 通过监测土体与涵壁的接触压力,可以分析顶进过程中注浆及箱涵顶力的作用效果;(3) 采取修正箱涵顶力,可以保证箱涵沿着设计线路顶进;(4) 孔隙水压力是评价箱涵顶进对土层扰动的灵敏准确的指标.     

半幅铺盖法地铁车站基坑中立柱变形规律研究

研究目的:对于半幅铺盖法地铁车站基坑,中立柱作为其特有的支护结构,直接影响着施工安全,但中立柱变形规律复杂,在黄土地区对其还缺乏系统认识。本文以西安黄土地区首个半幅铺盖法地铁车站基坑为工程背景,对中立柱的变形机理及变形规律进行研究,以期为该施工工法条件下黄土地区车站基坑围护结构设计提供参考。研究结论:(1)中立柱的变形主要受基坑降水、车辆荷载、盖板及支撑自重、结构自重和坑底土体隆起影响,其中坑底土体隆起影响最为显著;(2)中立柱累计变形可以分为微小下沉阶段、连续上升阶段、下沉阶段和稳定阶段四个阶段,其中最大值发生在第二阶段;(3)中立柱隆起值随着土方开挖深度的增加而增大,因此设计时必须考虑中立柱隆起问题,确保中立柱具有足够长度;(4)采用钢筋混凝土支撑加路面板组成的临时路面系统和分八步实施的施工工序,可使中立柱沉降值在安全范围内;(5)该车站采用的施工方法和支护结构的各种设计参数可为以后黄土地区类似地铁车站基坑工程提供参考。     

盾构诱发的地表及邻近建筑物变形规律研究

研究目的:以北京地铁八号线某区间隧道盾构工程为依托,采用FLAC模拟预测盾构施工引起的地表及其附近建筑物的变形规律,为盾构隧道施工安全通过地表建筑物时的合理施工参数确定和现场监测方案的制定提供技术支撑。研究结论:(1)采用数值模拟得到北京地铁隧道盾构施工引起的地表变形规律,地表横向沉降曲线在水平方向上基本对称,建筑物对其周围区域地表变形影响较大,对其所在区域地表变形影响相对较小,最大差异沉降为8,09 mm;(2)数值模拟预测结果表明两隧道开挖对地表影响的范围主要在两隧道中心左右各36 m,开挖面影响区域为开挖面前方24 m及开挖面后方20 m范围内,施工时应重点监测;(3)实践表明实测曲线与数值模拟曲线吻合较好,数值模拟是预测盾构施工对地表及邻近建筑物变形影响规律的有效手段;(4)研究成果可用于地铁盾构施工对地表邻近建筑物的变形控制方案的制定。     

秀山隧道水文地质特征分析研究

研究目的:玉蒙铁路秀山隧道受云南特殊地质构造影响和异常活跃的地壳运动作用,溶蚀管道与宽大裂隙发育,岩溶水、构造裂隙水相互混杂并形成复杂的地下水网络系统。通过对隧址区域工程地质与水文地质条件以及施工开挖揭示的洞身涌水特征进行系统分析研究,查清隧道涌水来源及其与杞麓湖的水力联系。研究结论:(1)通过对隧道洞身涌水量最大段落进行综合分析及水样同位素测试,表明地下水来源于隧址区接受的大气降水;(2)杞麓湖湖水与隧址区地下水在来源上存在明显差异,隧道涌水与湖水联系较弱;(3)隧道穿越曲江、杞麓湖两个水文地质单元,施工至不同洞段水文地质特征表现出较大的差异性;(4)本文研究结论可为同类地质环境隧道工程勘察设计施工提供参考借鉴。     

高速铁路沉降自动化监测系统SMAIS的研发及应用

研究目的:为解决高速铁路自动化沉降监测问题,研发出一套"高速铁路工程结构沉降及变形自动监测分析预警系统SMAIS",该系统融合传感器、数据采集传输、客户端实时跟踪和远程查询、监测成果后处理、自动预警、人工监测数据管理及监测数据分析、管理与评估等七个子系统,成功在京津城际等高铁部分段落工程上进行长期应用和检验。研究结论:工程应用结果表明:(1)在高铁工程结构的沉降监测过程中,所研发的SMAIS自动监测系统具有较高的监测精度,具有较强的适用性和稳定性;(2)SMAIS数据实时跟踪和远程网络的动态查询访问平台,可实现实时化、可视化、远程化的监测目标,节约大量的人力;(3)SMAIS监测预警子系统,可实现自动报警和报警后的预警信息分析功能,为信息化施工和科学决策提供指导;(4)本系统可适用于高速铁路路基和桥梁等工程结构的沉降监测。     

石环公路跨石太铁路斜拉桥转体施工技术

研究目的:结合石家庄市环城公路跨石太铁路分离式立交桥主桥-转体斜拉桥的施工,对桥梁平转法施工中的关键工序控制进行探讨分析.研究结论:实现大吨位转体桥梁连续成功转体的关键在于:(1) 转动体系设计必须合理有效,这是保证转体成功的先决条件;(2) 转体球铰的加工及安装精度是保证转体成功的基础;(3) 配重和称重试验是保证顺利转体的重要保障;(4) 周密完善的转体实施过程组织是确保转体施工顺利实施的最后关键一环.     

地铁轨道施工常见问题及解决方案

研究目的:轨道施工已逐渐成为制约工程总工期的关键性工程.受各种外界因素影响,提高轨道施工进度和精度显得愈来愈迫切,本文在调查研究我国城轨交通工程已建成运营线路和正在实施线路的基础上,列举地铁轨道施工最常见的几个问题,并提出相应解决方案,为保证工程质量和总工期要求提供保障.研究结论:本文详细阐述了铺轨过程中经常遇到的增设辅助铺轨基地、钢轨焊接和立柱式道床施工等具体问题,得出结论如下:(1) 辅助铺轨基地应在考虑总工期要求的前提下合理设置;(2) 钢轨材质不同时焊接宜采用铝热焊;(3) 库内立柱式轨道应采用架轨法施工以保证施工精度.     

盾构下穿楼房桩基主动托换优化技术研究

研究目的:随着城市地铁的快速发展,盾构机在下穿楼房过程中需对侵入隧道的桩基进行切除,减少盾构掘进施工对所下穿楼房安全的影响,因此对建筑物基础沉降与变形控制进行研究显得尤为重要。本文以某煤厂宿舍下部盾构施工为研究对象,探究隧道盾构穿越时的结构安全,基于现场实际施工条件,研究优化主动托换技术。通过设计"一梁托多柱"的主动托换体系,并集成静力水准测量技术和PLC位移自动控制技术,开发沉降监测和自动调控系统,分析地基处理和托换桩组合工作效应。研究结论:(1)盾构下穿对建筑物造成扰动,影响原有的支护稳定,致使地下隧道下部工程结构受到破坏;(2)采用主动托换优化技术可以解决施工中的稳定问题;(3)运用PLC系统可以有效的对沉降变形进行监测;(4)通过后期监测结构可知,沉降量控制在合理范围以内,满足施工要求;(5)本研究成果可为具有相同施工条件的工程施工提供参考。     

煤层采空区铁路工程地质综合勘察技术研究

研究目的:在高速铁路、客运专线和铁路路网配套建设中,线路经过地段往往难以绕避一些时间久远、分布无规律且地面痕迹不明显的小煤窑等古老采空区。此类采空区对铁路建筑物的危害极大,如何准确地查明其空间位置、塌落、回填和充水情况、残留的有害气体成分和分布情况等,一直是困扰铁路工程地质勘察的一大难题。本文以赣龙复线铁路小密隧道出口段为工程实例,采用综合勘察技术查明采空区复杂的工程地质条件,取得合理的岩土参数,为采空区加固处理设计提供可靠依据。研究结论:(1)采用地质调绘、综合物探、结合必要的地质钻探、综合测试,并通过综合分析、研究等综合勘察技术可准确查明采空区复杂的工程地质条件,取得合理的岩土参数;(2)小密隧道施工已近四年,经施工验证,采空区地质勘察成果与实际地质条件相当吻合;(3)提出了铁路工程采空区综合勘察存在的问题和相关建议;(4)本研究结论可为类似采空区工程地质勘察提供一定的指导和参考。     

浅埋偏压软弱围岩双连拱隧道施工技术

研究目的:针对某市政浅埋偏压软弱围岩双连拱隧道地质软弱、围岩无自稳能力、初期支护变形大、严重偏压、易塌方的情况,总结有效性的控制变形、偏压、塌方处理的隧道施工技术,研究结果对今后类似地质条件的隧道施工有一定的借鉴作用。研究结论:(1)浅埋偏压软弱围岩双连拱隧道施工必须根据现场地质情况制定制定合理的支护参数;(2)市政地质条件差的隧道必须进行高频率的监控量测、根据数据指导施工;(3)合理地改变施工工序可以确保隧道安全顺利的贯通;(4)抗滑桩和反压回填可以有效解决软弱围岩隧道偏压问题。     

第四系富水红砂岩地层隧道围岩变形特征研究

研究目的:富水条件下砂岩地层隧道开挖极易产生大变形。本文以蒙华铁路阳城隧道第四系富水红砂岩地层围岩大变形段为研究对象,通过室内试验、现场试验及数值模拟等方法,对围岩变形特征进行研究,从而提出围岩大变形的整治措施。研究结论:(1)对地层围岩认识有限、支护与降水措施不到位,导致围岩背后脱空溜砂,是产生大变形的主要原因;(2)工法变更辅以加密降水能有效控制围岩变形,拱顶沉降、水平收敛降低60%～65%,掌子面挤出降低50%;(3)现场试验监测结果显示,大变形整治措施、工法变更辅以加密降水行之有效,围岩变形量皆在规范允许范围内,后续施工段拱顶沉降监测值与数值模拟值相差18%,拟合较好,数值模拟有一定可靠度;(4)本文提出的围岩大变形相关整治措施,可为类似地层隧道围岩大变形整治、控制围岩变形及隧道安全施工提供借鉴。     

复杂基坑施工对相邻地铁车站沉降的影响分析

研究目的:既有的地铁车站周边常存在后续的商业开发,基坑邻近车站施工会对其结构变形产生不利的影响。本文以天津市天河城购物中心复杂基坑施工为背景,通过三维数值分析,计算基坑的两种开挖方案引起的相邻天津地铁3号线和平路站的沉降值,并评估两种方案对地铁结构安全性的影响,为施工方案的选择提供依据。研究结论:(1)基坑在降水与开挖共同作用下,坑底出现微隆起,基坑周边地表出现沉降槽,地铁车站以沉降变形为主;(2)原方案能更好地控制地铁车站变形,调整方案引起的车站最终沉降略大于原方案;(3)两种方案均能满足地铁变形控制要求,调整方案的工期比原方案减少3个月,经综合比选后推荐采取调整方案;(4)本文根据实际工程进行分析研究,其成果可应用于基坑紧邻地铁施工对既有地铁车站影响的处理。