暗挖通道包穿既有结构数值模拟及其应用

在地铁建设中,暗挖通道包穿既有结构施工造成的影响问题越来越受到关注。文章以北京地铁7号线达官营车站为背景,基于"地层-结构"相互作用的原理,采用三维有限元法,模拟了暗挖通道包穿既有4个小导洞的施工过程,分析了暗挖通道施工对小导洞变形、应力的影响,以及对地表沉降及邻近管线的影响。研究结果表明,包穿施工对既有结构扰动明显;通过在包穿部位采取结构加强措施后,导洞变形、导洞两侧的应力集中及地表沉降等都会得到很好的控制。     

中洞法在北京地铁蒲黄榆车站施工中的应用

本文主要介绍蒲黄榆车站中洞法开挖施工及沉降,施工中以浅埋暗挖施工"十八字决"为指导方针,但渗漏水软化地层及开挖跨度对沉降控制影响较大。     

深圳富水复合地层地铁隧道暗挖施工引起地表沉降规律的研究

城市地铁设计必须了解所处地区地铁隧道施工引起地表沉降的规律。文章依托深圳地铁5号线工程实例,在对其18个暗挖区间隧道庞大的地表沉降监测数据合理选取的基础上,采用数理统计方法对选取的超过22 000个数据进行了整理和分析,得到了各个暗挖区间地表沉降沿隧道纵向和横向的总体分布和变化规律。研究结果表明:在各暗挖区间中地表最大累计沉降的分布规律是不均匀的,最大的达到了688.7 mm,最小的仅有7.8 mm,平均为82.3 mm;而隧道横向地表沉降的范围也各不相同,最大为140.47 m,最小为28.63 m,平均为46.78 m;实测数据与现有规范允许的最大地表沉降控制标准差别较大,建议采用适于深圳富水复合地层地铁隧道暗挖施工地表沉降新的三级控制基准。     

暗挖交叠隧道地表沉降实测分析

北京地铁6号线北海北—南锣鼓巷区间隧道工程为北京地区首例暗挖交错重叠隧道工程,区间隧道从上下平行逐级过渡为左右平行,隧道开挖方式为先开挖右线隧道(下行隧道),再开挖左线隧道(上行隧道)。文章通过对该工程18个地表沉降监测断面实测数据进行分析,得出暗挖交错重叠隧道施工引起的地表变形规律。研究结果表明:(1)随着双线隧道角度的增加、距离的减少,地层沉降重叠效应显著增加,后建的左线隧道开挖对地表沉降影响也逐渐增加;(2)左线隧道施工改变了地表沉降槽的形式,使双线隧道地表最大沉降值的位置偏离右线隧道,沉降槽宽度增加;(3)既有结构的存在阻挡了地层变形的传递,减小了地表的变形,双线隧道的减小程度比单线隧道大;(4)采用深孔注浆的方式可以有效控制地表沉降,减少施工对周边环境的影响。研究成果可为同类工程地表变形控制提供参考。     

北京地铁五号线崇文门站施工中允许地表沉降分析

建设中的北京地铁五号线崇文门站下穿既有地铁一号线区间隧道及众多地下管道,为保证既有地下铁道正常运营和地下结构的安全,需严格控制新建车站施工引起的地层位移.文章结合新建车站的暗挖施工及地下管线和既有线铁道的实际情况,计算和分析了穿越既有线地铁段施工的地表允许沉降值,可为制定合理的施工方案提供参考.     

超浅埋暗挖大跨隧道下穿既有隧道的沉降控制技术

文章基于成都博览城综合交通枢纽18号线西博城站超浅埋暗挖大跨隧道施工实例,针对原设计CRD法施工存在的不足,提出了超浅埋暗挖大跨隧道下穿既有隧道的沉降控制和CRD法施工优化技术方案,并在施工中采用旋喷桩、超前大管棚和超前小导管注浆等辅助措施进行地层加固,优化CRD小分部台阶开挖法及衬砌分部分块施工方案。实践证明,采用优化的CRD法施工方案和措施是有效的,减少了安全风险、加快了施工进度、降低了工程成本,可为今后类似工况条件下地铁区间暗挖大跨隧道下穿既有城市道路、隧道的施工和地表沉降控制提供借鉴。     

大直径曲线管幕顶进过程中地层变形控制及监测

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道暗挖段下穿珠海拱北口岸,采用"曲线管幕+冻结"作为开挖预支护。由于隧道地理位置敏感、地质条件复杂、施工方法特殊,对曲线管幕施工引起的地层变形控制要求极高。文章通过对管幕施工引起地层变形影响因素的分析,提出地层变形的控制措施,包括:选择合适的顶管机械和配套设备、动态控制顶进参数、洞口止水控制、始发接收止水控制、钢管挠度要求、泥浆置换等。根据现场监测数据,从地表变形、地表沉降槽和地表沉降累积效应三方面分析了大直径曲线管幕顶管引起的地层变形规律,为工程建设的安全和合理性提供实测依据,并为今后类似工程项目提供参考和借鉴。     

暗挖大跨地铁车站增量位移反分析研究

文章采用均匀设计法对围岩密度、弹性模量、泊松比、粘聚力、内摩擦角5个因素的16个水平进行了数值仿真试验设计,并借助有限差分法对暗挖大跨地铁车站施工进行了三维计算,获得了不同试验设计条件下不同工序的地表沉降位移值。以计算结果中临时支撑拆除引起的11个观察点的增量位移作为BP神经网络的输入集,以相应工况的岩土体参数作为BP神经网络的输出集,完成了BP神经网络的训练和学习工作;然后将现场实测到的临时支撑拆除导致的位移作为BP神经网络的输入参数,反演出了相应的岩土体参数;最后将该套反演参数代入FLAC3D进行三维仿真计算,得到了岩土体的位移结果,并采用现场实测的7个测点的地表沉降增量对该套参数的合理性进行验证。结果表明,以临时支撑拆除这一工序引起的地表沉降增量为考察指标,采用均匀设计法和BP神经网络可以快速有效地获得暗挖大跨地铁车站围岩的等效物理力学参数,指导暗挖大跨地铁车站的设计与施工,保证工程施工和周边环境安全。     

深孔管注浆技术在地铁工程中的应用

以北京地铁安华桥车站出入口斜坡道暗挖施工过程为例,介绍了中洞内采取深孔注浆技术加固地层的施工方案。该技术止水效果良好,能有效减小并控制管线沉降变形的的特点,解决了多层导洞开挖下穿污水管的施工难题。     

大跨度暗挖地铁车站拱盖法施工力学响应分析

依托大连地铁5号线石葵路站大跨度浅埋暗挖车站工程,采用FLAC3D有限差分软件进行三维数值建模,详细分析拱盖法施工过程中地表沉降、衬砌和围岩应力的变化情况,针对各施工阶段力学响应的特点提出相应的施工措施,并对大断面导洞合理的开挖控制间距进行优化,最后与实际监测数据进行对比。结果表明:大断面主体导洞的开挖是引起地表沉降的主要因素,拱顶二次衬砌施工完成后地表沉降基本保持稳定;单侧导洞的开挖存在明显的偏压效应,应严格遵循"先边后中"的导洞施工顺序;边导洞初期支护和中隔壁的拆除对初期支护和围岩应力的影响显著,可以采取分段、交叉拆除和以锚代撑等措施保障结构的稳定;大断面主体导洞的开挖控制间距对地表沉降的影响十分明显,合理的间距应控制在20～35 m范围内;数值计算结果与现场监测数据吻合较好,可为类似的工程实践提供参考。     

兰州地下轨道交通围岩热物理参数试验研究

地下轨道交通暖通空调系统的优化设计与地下轨道交通隧道围岩的热物理参数性质密切相关。文章以兰州地下轨道交通原状土样为研究对象,使用Hot Disk热常数分析仪探究了兰州地下轨道交通围岩的热物理性质。研究结果表明:兰州地下轨道交通围岩土样的导热系数随深度的增加而增加,深度13 m处的中砂层导热系数和热扩散系数最大,明显比其它深度处的黄土层和淤泥质土层的导热系数和热扩散系数大,而中砂层体积比热较小;围岩土样的导热系数随含水率增加呈线性增长,体积比热随含水率增加先降低后增高,热扩散系数随含水率增加先升高后缓慢降低。     

黄土地区地铁隧道不同湿陷变形方式模型试验系统的研制及应用研究

为研究不同湿陷变形方式下黄土地区地铁隧道周围土体的沉降量变化规律,研制出一种测量黄土在均匀湿陷、不均匀湿陷时沉降量的模型试验装置。该装置由模型箱、流速控制系统和沉降量测量系统组成。通过室内模型试验对黄土在遇水后的湿陷变形规律进行总结,并对黄土地层在两种不同浸水方式下隧道围岩土体的变形规律进行分析。试验结果表明:不均匀湿陷最终累计沉降量大于均匀湿陷最终累计沉降量,说明不均匀湿陷对地铁结构物的危害更大;两种湿陷变形方式均为隧道中线附近沉降最大,因此,施工时应该重点加强隧道中线的位移监测。通过室内模型试验,分析了均匀与不均匀湿陷对黄土地铁隧道变形影响,研究结果对湿陷性黄土地区地铁隧道建设中施工把控及灾害规避具有重要意义。     

新建地铁车站零距离下穿既有线区间影响分析

暗挖隧道下穿既有地铁施工,势必会引起既有地铁结构附加变形和差异沉降,影响其结构及运营安全,需要进行变形和内力分析,以便采取必要保护措施.文章以某暗挖车站密贴下穿既有地铁区间为例,采用FLAC3D和SAP 2000模拟,分析既有地铁区间变形和内力发展规律,评价结构和运营安全受影响的程度,为安全保护提供决策依据.     

全断面富水砂层浅埋盾构隧道下穿平房群施工参数研究

盾构在富水砂层中掘进时,容易出现喷涌、地表沉降大、流砂等现象,给掘进施工带来很多问题和困难,尤其是在全断面富水砂层中掘进时,如何控制盾构施工参数显得极其重要。文章结合广州地铁21号线水西站—长平站盾构区间隧道工程实例,考虑了工程实践中盾构穿越全断面富水砂层且下穿薄弱基础的水西村民房建筑的情况,进行了盾构施工措施及试验段掘进参数分析,确定了盾构下穿水西村民房建筑的施工参数。监测结果表明:参数实际控制值与分析拟定值接近,地表沉降可以控制在5 mm内,房屋沉降可以控制在10 mm内,验证了参数选取的正确性。盾构在全断面富水砂层中下穿平房群时,实际土舱压力高于静止土压力,同步注浆量不低于1.6倍的理论值,提高土压力和推力可以有效降低平房群的沉降值。     

地铁隧道上方基坑卸荷回弹及控制的试验和探讨

通过土体室内试验及对工程实践实测数据的分析,研究探讨位于地铁隧道上方的软土基坑卸荷回弹的特性和控制回弹的措施,以保证基坑下卧土层中地铁隧道的运营安全。     

对建成地铁车站结构改造设计与施工的数值模拟分析

对已建地铁车站进行技术改造是一项非常复杂、风险极大的工程,需对改造结构进行技术评估,并涉及对原结构设计内力和位移附加增量的有效控制。文章针对苏州地铁1号线金鸡湖西站已建成的地下车站的围护、主体结构局部改造设计与施工存在的风险,运用有限元数值模拟分析预测结构附加应力和变位,为控制改造施工安全提出了结构构造措施和监测措施等合理化建议,可供类似工程提供借鉴。     

地铁下穿既有线和扩大基础桥梁施工方案研究

北京地铁六号线朝阳门—东大桥区间隧道下穿既有地铁二号线朝阳门站和二环主路朝阳门桥施工,工程难度极大,施工安全控制极为重要。为研究新建隧道施工过程对围岩与既有结构的影响,保证施工期间既有结构的安全使用、有效控制地表沉降,针对本工程拟定了不同施工方案并采用有限元计算软件MIDAS-GTS进行三维仿真模拟,分析其对围岩与下穿建筑物的变形控制效果。依据既有结构沉降控制标准,最终提出采用新建隧道与既有车站零距离刚对刚接触、自隧道两侧同时开挖、在既有车站两侧同时施做水平旋喷桩的方案。该方案将为六号线下穿既有车站和扩大基础桥梁的设计与施工提供理论依据。     

冻结法施工地铁旁通道引起的隧道及地表沉降规律研究

从时间和空间上对冻结法施工地铁旁通道引起的周围区域隧道及地表沉降进行分析研究,获得了隧道及地表沉降规律.根据获取的沉降规律,针对冻结法施工地铁旁通道提出了减小隧道及地表沉降的有效措施.     

地铁盾构隧道施工对周边环境影响的监测

地铁盾构隧道在通过不良地质条件地段施工过程中会对地层产生扰动,可能引起地表及周边建筑物变形或沉降,尤其是隧道穿过正在施工的基坑止水幕墙时,可能会拉裂幕墙危及基坑及附近建筑物安全,因此必须进行监测。文章介绍了广州地铁盾构隧道施工过程中的第三方监测的经验和体会,可供同类工程施工中借鉴。     

上海人民大道过街地道设计施工中的地铁保护措施

基坑工程的实施往往会对周边已建或在建的地铁车站及区间隧道产生影响，针对这一问题，介绍了上海市人民大道过街地道扩建工程中采用的一系列地铁保护、控制区间隧道变形、确保地铁正常运营的技术措施和效果。