复杂条件下浅埋暗挖地铁车站施工地表沉降规律分析

文章以沈阳地铁中街站大跨度隧道工程为研究对象,应用FLAC3D计算软件,对复杂条件下浅埋暗挖大跨度隧道引起的地表沉降变形特征进行了数值模拟。根据洞桩法施工开挖方案,紧密结合工程实际,将动态施工开挖过程划分五个工况进行模拟,分析各施工工况对地表变形的影响和分布规律,并按工程信息化施工要求事前将预测数据提供施工单位,以指导施工控制地表沉降。模拟结果表明,采用洞桩法开挖施工过程中,对地层土体扰动较大,明显影响隧道中心附近地表变形的步序是小导洞开挖和初期支护扣拱施工阶段,约占最终沉降量的70%;而其他步序影响较小。最终,地表沉降在隧道横向分布呈"W"形态。模拟结果与现场监测数据具有较好的拟合性,表明利用数值分析方法预测大跨度隧道施工期地表沉降是可靠的。     

泥质粉砂岩地层中后行盾构隧道近接施工对大断面矿山法隧道的影响研究

两条以上隧道近距离施工时,将导致既有隧道与新建隧道结构的受力变化,带来工法、工序与施工对策优化等问题。文章以长沙轨道交通3号线盾构隧道近接大断面矿山法隧道施工为工程依托,针对泥质粉砂岩地层,采用数值模拟和模型试验的手段,研究盾构隧道近接矿山法隧道施工的影响规律,并基于地表沉降准则提出影响分区。研究表明:盾构法隧道施工中,盾构开挖距离研究断面1倍洞径至研究断面完成管片拼装这一过程,是引起对应地表沉降增加及既有矿山法结构附加位移增长的主要阶段;对矿山法隧道结构的影响以竖向附加变形为主,具体表现为矿山法隧道整体上浮,越靠近盾构隧道的结构受影响越大;内力影响表现为矿山法隧道结构内力不均匀变化,靠近盾构隧道一侧结构受压加强,远离盾构隧道一侧结构易发生受拉破坏。     

深大竖井及转隧道正洞施工技术与安全分析

文章依托浏阳河隧道工程2号深大竖井施工实例,结合工程地质情况及施工中遇到的问题,提出了竖井施工技术及竖井转正洞的施工方案,即竖井采用明挖逆筑法施工,围护桩及喷锚支护与衬砌共同构成刚度较大的封闭式环状水平受力结构,竖井转正洞与竖井落底同步进行的施工方法,有利地解决了正洞开挖存在作业平台过高的问题。文章针对具体的施工过程建立了仿真模型,结合现场监测情况,分析了该施工方法的安全性。实施效果表明:地层位移、竖井的初期支护、竖井的二次衬砌、隧道正洞的初期支护受力均满足安全要求。竖井转正洞施工过程中,隧道正洞初期支护的较大弯矩集中在拱脚附近,最大弯矩随着开挖而增大。     

双层盾构隧道内部预制拼装车道结构拼装偏差分析及对策

盾构隧道为纵向柔性结构,存在错台、轴线偏差等现象,与预制化高精度施工要求相驳。通常结合盾构隧道同步施工工艺,通过现浇带、找平层来修正、消除盾构变形偏差,即形成"主体预制+少量现浇"的整体式预制拼装结构。但是,盾构隧道内部空间十分有限,过多的现浇带、过厚的找平层,不仅经济性、时效性差,还占用宝贵的内部空间。所以,需合理设置现浇带、找平层,使其既能满足消除盾构隧道纵向不均匀变形的需求,又不过多地占用空间。因此,文章基于上海诸光路通道实测轴线偏差值及相关文献资料,分析盾构隧道纵向不均匀变形的特征,并结合施工工艺,得出盾构隧道内预制拼装车道结构消除盾构隧道纵向不均匀变形的合理方案,以及合理的找平层厚度取值。结果表明:上层预制车道结构通过现浇植筋基座消除绝大部分的盾构隧道纵向不均匀变形,少量纵向不均匀变形及拼装偏差由找平层来消除;下层预制车道结构通过找平层消除盾构隧道纵向不均匀变形及拼装偏差;上、下层预制车道结构合理的找平层厚度取值分别为100 mm和130 mm。     

毛羽山隧道高地应力软岩大变形施工控制技术

兰渝铁路毛羽山隧道出口段穿越薄层状碳质板岩地层,区域原岩应力较大且以水平构造应力为主,隧道开挖过程中出现严重的大变形情况。通过分析,认为高地应力、最大水平主应力与隧道轴线呈大角度相交是大变形的主要因素。隧道施工过程中,通过采取提高支护体系刚度、合理预留变形量,以及采用长锚杆、多重支护和超短台阶法等常规措施控制了围岩变形;基于对围岩动态演化机制的认识,提出了高地应力隧道超前导洞法应力控制释放技术,开展了大型工程试验。阶段性试验成果表明,采用超前导洞有效地降低了正洞施工时的变形速率,对上中台阶影响尤为显著。通过对应力控制释放技术研究的进一步深化,有望探索出安全、高效的高地应力软岩施工新技术。     

软土深埋大直径盾构法隧道施工受力及变形特性研究

随着我国城市化建设及区域融合的日益加快,盾构法隧道朝深大方向发展,隧道安全设计及建造面临着更为严峻的挑战。为探究软土地区大直径盾构深埋段的力学及变形特性,以上海某大型隧道工程为背景,通过全断面围压、结构内力及三维激光扫描变形测试,获取了盾构隧道施工期全过程结构受力变形发展规律;分析了软土地区深埋区段盾构法隧道变形发展机制,并探讨了结构内力及变形响应与外部荷载间的关联性;发现盾构法隧道变形与管片拼装机脱出盾尾时的受力有密切联系。由于深埋段围压较大,因此变形以对称状态为主,软土地区大直径隧道管片结构受力由施工初始阶段的局部受拉最终转变为整体受压、构造钢筋不受力状态。上述发现为后续合理确定盾构隧道受力模式及合理确定计算方法提供了技术支撑。     

关于盾构法隧道采用错缝拼装技术的探讨

衬砌管片的错缝拼装技术由于其在隧道变形与防水控制方面的优越性,以及建立在该技术基础之上的一系列盾构自动化施工控制与管片制造技术的发展,使得隧道的施工效率与质量大大提高,在国外隧道工程,尤其是在变形和防水要求较高的隧道工程中得到广为应用.文章从几个方面对盾构法隧道错缝拼装方式进行了介绍,并指出了当前对错缝拼装衬砌受力机理及使用性能进行研究的必要性以及所要解决的问题,有利于澄清目前在应用错缝拼装技术上存在的种种认识上的误区,起到抛砖引玉的作用.     

新建地铁隧道“零距离”下穿既有车站施工技术分析

新建地铁隧道"零距离"下穿既有运营地铁车站结构的施工将引起既有车站结构的变形,影响既有地铁正常运营。文章以北京地铁7号线下穿既有10号线双井站为工程背景,针对地铁区间隧道"零距离"穿越既有车站全断面开挖、台阶法开挖及CRD法开挖引起的既有车站主体结构、既有10号线轨道及区间隧道支护结构等的变形和受力状态进行了数值模拟,对比分析了不同开挖方案引起的既有车站结构及轨道的变形特性;以既有线轨道的变形量为控制标准,结合施工引起既有车站结构的受力变化,确定了区间隧道"零距离"下穿既有车站的施工开挖方案;同时对采用CRD法施工时的不同加固措施对既有车站及轨道变形的控制效果进行了数值模拟分析,确定了施工中地层加固范围及加固长度等注浆加固参数。现场监测分析结果表明,基于数值模拟分析优化并实施的区间隧道交叉中隔壁法(CRD)开挖方案以及在左右线隧道间的夹土层、隧道掌子面地层及隧道左右外轮廓3 m内地层进行加固的施工技术方案保证了既有线轨道变形速率不大于0.04 mm/d和既有车站主体结构累计变形量小于10 mm的要求。     

富水弱胶结地层大断面隧道施工方案优化与工程应用研究北大核心CSCD

在富水弱胶结地层中,隧道施工极易诱发围岩坍塌或支护结构大变形。以兰渝客运专线桃树坪隧道3#斜井工区正洞段为研究背景,提出了一种适用于富水砂岩地层的“底部双导洞超前”施工工法。同时采用真空轻型井点+集水井的联合降水方案进行隧道内超前降水,以降低施工难度;采用数值分析和现场监测的方法对方案的合理性和有效性进行分析与评价。结果表明,隧道在采用“底部双导洞超前”施工工法时,拱顶沉降和净空收敛值分别为50 mm、32 mm;其支护结构上的最大接触压力为135.3 kPa;支护结构的变形和受力均在允许范围之内,隧道结构安全、稳定。“底部双导洞超前”的施工工法已成功应用于桃树坪隧道,可为后续富水弱胶结地层或软弱岩层中的超大断面隧道施工提供参考和借鉴。     

洞桩法地铁车站顺行密贴下穿既有隧道方案优化研究

北京地铁15号线奥林匹克公园站下穿大屯路隧道为国内首例大断面隧道长距离顺行密贴下穿既有隧道的典型工程。该工程原设计施工方案采用四上四下八导洞PBA工法,由于存在群洞效应,且车站主体结构赋存于富水的软弱粉质粘土中,使得其施工风险极大。鉴于此,文章对该地铁车站的施工方案进行了优化,取消了原方案下侧的4个导洞,改为施作长钻孔灌注桩,并针对改进的四导洞洞桩法的工程特点,最终形成了暗挖导洞大直径桩施工工艺。在车站施工期间对既有大屯路隧道结构进行跟踪监测,监测结果表明,车站主体结构的施工方案合理,新施工工艺能够确保既有隧道结构和地铁车站施工的安全。     

盾构隧道近距离下穿高架桥主动预支护研究

地铁隧道与高架桥同期修建或紧邻相继施工的情况越来越多,其传统被动支护措施存在控制效果有限、支护结构施作扰动剧烈、受环境空间限制可选择性小等弊端。文章以济南轨道交通R1线盾构隧道近距离下穿拟建高架桥为工程依托,提出了框架结构、三轴搅拌桩结构及隔离墙结构3种主动预支护技术,分析了不同预支护工况的地表沉降特征、桥桩变形规律及管片主应力分布情况。研究表明:不同预支护工况下,隧道地表沉降、桥桩变形及管片主应力呈现不同趋势。无预支护时,桥桩变形及管片压应力最大;随着框架结构间距的不断减小,承台外缘变形逐渐增大,承台中心变形逐渐减小;三轴搅拌桩刚度较小,隔离控制效果较差;多框架结构、搅拌桩植桩结构及隔离墙结构的加固控制效果逐渐增强;实际施工中,多框架结构对各项控制指标的加固效果较为均匀,且经济性好、施工便捷,应优先考虑,而搅拌桩植桩结构及隔离墙支护在不良地质区域具有一定优势。     

基于ABAQUS的预制装配式地铁车站结构拼装成环后力学行为研究

预制装配式地铁车站结构精准拼接是保证结构稳定性和防水性的关键性问题。由于结构自重较大,在拼装成环后,当结构拱脚无支撑时会产生较大的位移,影响拼装的质量。文章以长春地铁2号线袁家店预制装配式车站为工程背景,考虑预制构件之间的接触关系,建立"地层-实体-接触"计算模型,研究不同支撑方式对于结构内力、应力及变形的影响。计算结果表明:拱脚采用钢支撑能够有效降低结构拱顶和拱脚不利位置处的弯矩和剪力,轴力略微增大;在有支撑条件下结构整体的应力值下降,接头接触应力下降,张开量减小;拱顶的竖向位移和拱脚的侧向位移减小,有效地降低了拼装误差,提高了整体的拼装精度。     

地层渗透系数对隧道纵向结构的影响研究

水底隧道所处的地质条件十分复杂,隧道结构沿纵向将穿越不同的地层条件,具有不同的地层渗透系数,因而对地层中的孔隙压力分布规律将产生影响,并最终导致作用在衬砌结构上的水压力沿纵向发生变化,影响纵向结构的受力和变形特征。如不对此进行准确分析并采取有效的控制措施,将会对隧道纵向结构产生严重影响。因此,针对水底隧道穿越纵向不同渗透系数地层条件时,分析隧道纵向结构的变形和受力特征是十分必要的。文章结合厦门海底隧道工程,采用流-固耦合的方法,进行纵向地层渗透系数对隧道纵向结构的变形和受力特征的影响的分析,得出一些有价值的结论,为类似工程的设计和施工提供参考。     

富水砂质地层的地铁区间隧道设计

深圳地铁2号线东延段安托山站—侨香站区间隧道顺利通过富水砂质地层的工程实例表明,在复杂地层中采用地面降水、超前预注浆及水平旋喷桩加固等辅助措施是成功的,也是必要的;另外,在隧道下穿次高压燃气管施工中,采用悬吊保护措施也为矿山法隧道施工和管线的绝对安全带来了技术保障。     

大跨浅埋暗挖地铁车站中洞法施工安全性分析

采用多块多工序施工的大跨度车站,以位移量作为监测控制值在测读和评判分析上有一定难度,而以应力应变体系作为监测及评判量有一定的优势,对于了解隧道支护结构的受力机理及结构的安全性能可提供直接有效的依据.文章针对大跨浅埋地铁车站的施工工法特点,选择合理的监测手段及技术,对北京地铁5号线天坛东门站施工过程中围岩压力、变形及结构内力进行了系统监测及数值分析,并对中洞法施工过程中的围岩及车站结构受力、变形特点和与施工进度的关系进行了分析,对中洞法施工的安全性进行了论证,可供同类工程设计施工参考.     

北京地铁五号线天坛东门站施工监测技术及受力特性研究

通过对天坛东门站施工过程中围岩变形、压力和结构内力进行系统监测,对中洞法施工过程中的围岩及车站结构的受力特点进行了分析;提出了一套适合大跨度浅埋车站的施工监控技术,在天坛东门站的复杂施工过程中得到了成功应用。文章对中洞法施工方案的合理性及施工中的安全性进行了论证,并为中洞法施工总结出了可供推广的经验。     

高速铁路水下盾构隧道管片衬砌主体结构受力分析研究

针对我国第一条水下高速铁路盾构隧道——狮子洋隧道的主体结构特点,采用了梁一弹簧模型对于隧道在运营期正常受荷情况下的受力情况进行数值仿真分析,并将最不利拼装方式下的内力、变形结果进行比较分析,总结出在该荷载条件及结构分块方式下,狮子洋高速铁路盾构隧道管片衬砌主体结构受力的一般性规律。并且针对实际工程中出现的膨胀性围岩区段的特殊地质条件,给出了偏于安全的计算方法,为设计和施工提出指导性意见。     

沉管隧道管段预制施工技术

文章结合广州生物岛—大学城沉管隧道工程实例,介绍沉管隧道其分项工程管段预制的施工技术,以及施工过程中对预制质量的控制。管段预制是沉管隧道施工的主要环节,对其施工技术、预制质量的要求较高。管段预制结构的尺寸、预埋件安装精度、混凝土容重及干舷值控制直接关系到管节浮运、沉放。管段预制混凝土应满足不渗、不裂、不漏的设计要求,并保证其耐久性及使用寿命的设计要求。因此,在管段预制施工过程中施工技术对质量的控制及保证尤为重要。     

建筑敏感区隧道破除抗滑桩进洞转换体系设计与施工方案优选

依托攀枝花阳光隧道，进行隧道开挖方案分析，并基于破除抗滑桩过程中围岩-结构受力特征，提出进洞转换体系设计方案。建立隧道开挖全过程精细计算模型，探讨不同工法对应的围岩、隧道及建筑物变形响应特征，综合考虑安全性、经济性、可行性及工期等多项指标进行方案优选研究，并进行现场实测验证。结果表明：在“扶壁式挡墙+抗滑桩”组合结构转换体系作用下围岩-结构位移得到有效控制且能满足整体稳定；预留核心土法施工较CRD法施工产生的力学扰动更明显，最大相差约40%，但两种工法开挖引起的地层、转换结构及建筑物位移均满足要求；隧道破除抗滑桩开挖阶段地层主要发生竖向位移，转换体系在紧贴截桩位置响应最明显，既有建筑向隧道侧发生微倾；原施工方案CRD法力学扰动小，但工程费用高、技术难度大、工序复杂、工期长，综合比选后采用预留核心土法进行施工。现场实测表明，所选方案具有合理性，依托工程取得了较理想的施工效果。     

可调节配重顶进技术在箱涵上穿地铁隧道施工中的应用

北京城市副中心地下综合管廊工程在运河东大街处上穿北京地铁6号线郝家府站—东夏园站盾构区间,设计采用箱涵顶进方法,箱涵顶进过程中极易造成穿越段地铁区间隧道竖向位移超标。文章详细介绍了结构配重、顶力计算、顶镐配置等关键施工技术以及箱涵结构轴线和高程变化的控制要点。通过对顶进范围两侧土体进行高压旋喷桩加固,对箱涵底板下方土体进行深层注浆加固,减小了两侧土体因开挖位移产生的摩阻力,有效改善了地铁隧道上方地层的承载力。施工监测数据表明,顶进开挖引起的既有地铁隧道的变形量严格控制在地铁运营及设计要求范围内。