复杂环境条件下洞桩法暗挖车站导洞内降水方案研究——以北京地铁8号线王府井站为例

随着地铁建设环境日益复杂,洞桩法地铁车站地面降水变得越来越困难,有必要研究洞桩法车站地下降水的方案。传统的地下降水方法是在车站外侧单独设置降水导洞,但会导致废弃工程量大、工程造价高、环境扰动大等一系列问题。以北京地铁8号线工程王府井站为工程背景,研究对比若干种地下降水的方案。根据洞桩法的工艺特点,创新性地提出将洞桩法车站上层施工导洞适当放大或合并,提供打设降水井的空间,在临时工程增加不大的情况下解决了洞桩法车站的地下降水问题。对于不同的施工导洞内降水方案,实施过程中应根据车站的结构型式、水文地质条件等进行选用。     

地铁暗挖车站STS管幕结构施工技术研究

在复杂地质及多风险源地段修建地铁车站,传统的暗挖工法不能满足施工需要,STS（steel tube slab）管幕工法作为一种修建超浅埋地铁暗挖车站的新型施工方法被提出。以STS管幕结构修建沈阳地铁某车站为依托,结合现场施工,通过现场试验和监测对顶管过程中的注浆减阻、管间掏土、螺栓连接、混凝土灌注和地表沉降等进行研究,解决了钢管顶进准确定位的难题和大直径带翼缘板钢管减阻问题,得到清理管间土和混凝土灌注的施工方法,并确保了STS管幕工法修建地铁暗挖车站管幕结构的成功实施。     

大断面平顶地铁暗挖车站下穿既有建筑方案研究及变形控制——以北京地铁8号线三期前门站工程为例

下穿既有建(构)筑物工程施工逐渐由暗挖小断面施工发展为大断面施工。为有效控制下穿既有建(构)筑物的变形从而确保施工安全,有必要对下穿方案、变形情况及控制措施进行研究。结合8号线三期前门站下穿既有建筑具体工程,以变形控制为目标,从整体方案选择入手,对不同车站暗挖方案下既有建(构)筑物的沉降进行对比,最终提出管幕施工、导洞施工、桩基沉降及后期沉降控制等变形控制关键技术,并采用数值模拟和现场实测的方法对提出的管幕+深孔注浆+平顶4导洞PBA法方案进行分析。结果表明:1)虽然大断面暗挖车站施工相比小断面暗挖施工变形大,但经过严密的方案比选并采取合理的控制措施后可以保证变形满足要求;2)管幕+深孔注浆+平顶4导洞PBA法方案具有良好的变形控制能力,用于平顶结构非密贴下穿既有建筑施工是可行的;3)实现变形控制目标需要全过程控制,从方案选择到施工的每一个环节均需采取对应措施。     

长春地铁1号线解放大路站一次扣拱暗挖逆作法施工地表沉降分析与控制

长春市解放大路站为地铁1号线和2号线的换乘车站,采用一次扣拱暗挖逆作法施工。为合理缩短工期,方便快速施工,将导洞开挖顺序调整为先上后下,先边后中的施工顺序。为了控制地铁暗挖车站施工风险,减少和避免地层沉陷等安全事故发生,对长春地铁1号线解放大路站车站主体施工阶段地表监测数据进行分析,得出了在东北地层条件下,采用一次扣拱暗挖逆作法施工过程中的车站地表沉降变形规律,同时从地层条件、工艺特点和工序安排等多方面进行原因分析,提出了上下层导洞层间土注浆加固、合理确定导洞施工顺序和有效划分拆除支撑段落等控制地表沉降变形的有效措施。     

长春地铁解放大路站基于三维数值模拟的地铁车站施工工法优化分析

为了对地铁车站施工工法进行优化分析,依托长春地铁解放大路站工程,采用数值模拟方法建立数值模型,从中轴线上方地表沉降、拱顶沉降和拱顶应力3方面对6导洞PBA工法、8导洞PBA工法以及一次扣拱暗挖逆作法进行了对比分析,得到： 1）在施工过程中,3种工法的中轴线上方地表沉降、拱顶沉降和拱顶应力变化规律存在明显差异; 2）通过综合对比分析,一次扣拱暗挖逆作法最优,6导洞PBA工法最差。得到的对比分析结果对现场施工具有指导意义。     

地铁暗挖车站紧邻高层建筑物摩擦桩基础施工技术

高层建筑的摩擦桩基础极易受暗挖隧道影响而产生不均匀沉降。广州地铁五号线小北站暗挖隧道近距离通过既有摩擦桩群，车站地质条件复杂，施工难度极大。以成功的工程实例做背景，详细阐述了地铁车站暗挖隧道紧邻高层建筑摩擦桩基础的施工技术。     

洞桩法（PBA）暗挖多跨地铁车站扣拱施工

结合已成功修建的沈阳地铁一期工程青年大街站施工,介绍洞桩法（PBA）暗挖三跨三联拱地铁车站二次衬砌扣拱施工中的模板架设及混凝土浇注等具体技术环节;同时,针对容易出现防水质量问题的扣拱与边墙反缝施工,进行经验介绍;最后,结合施工前的数值模拟及施工中的监控量测实测数据,对多跨地铁车站扣拱施工过程地表沉降特征进行分析,得出扣拱施工是PBA工法中的关键性工序。     

地下工程支护-结构一体管幕预筑法技术及发展

地下工程支护-结构一体管幕预筑法,是一种全新的暗挖施工方法,其核心思想不同于传统地下工程暗挖法,即首先施作地铁车站永久结构,然后在永久结构保护下进行全断面土方开挖。支护-结构一体管幕预注法的施工关键技术包括大直径钢管长距离顶进施工技术、管幕空间切割焊接成形技术及狭小空间钢筋混凝土结构施工技术。通过实践证明,该技术将加固、支护、主体结构合为一体并一次建造成形,可大大减少开挖支护步序,降低临时支撑用量,有效控制地层变形,保证地下良好的作业环境。     

大直径土压平衡盾构及其车站PBA法扩挖技术

为克服城市复杂环境下地铁车站和常规双线隧道布局受限难题,建立采用大直径盾构建造地铁单洞双线区间,并在盾构隧道基础上小规模扩挖形成车站的建设新思路。以北京地铁14 号线东风北桥站（不含）-将台站-高家园站-望京南站（不含）为背景,介绍利用外径为10.22 m的大直径盾构进行区间隧道施工以及在区间隧道成型基础上采用洞桩法（Pile Beam Arch,PBA）扩挖地铁车站的施工工艺和技术,重点介绍区间与车站施工衔接工序（穿越风道）和管片拆除等关键技术。工程实施结果表明： 大直径盾构施工及其暗挖车站扩挖技术是一种工艺新颖、技术先进、安全可靠的集成建造技术,且对周边环境影响受控,是值得进一步推广应用的施工工法。     

北京地区PBA法施工暗挖地铁车站地表变形分析

暗挖法施工的地铁车站大多处在繁华的中心城区,周边环境对变形非常敏感,为了减小施工对周边环境的影响,需对施工引起的地表变形规律进行研究,以便采取针对性的控制变形措施。结合北京地铁6号线一期及7号线PBA法施工暗挖车站,针对北京地区各典型地层条件及PBA工法特点,通过对现场监测数据进行统计分析,得出： 1)PBA法施工暗挖地铁车站所引起的地表沉降主要发生在导洞施工及扣拱施工阶段,所发生的沉降约占总沉降量的90%; 2)不同的地层采用PBA法施工所引起的地表沉降相差较大,根据施工所引起地表沉降由大到小依次为粉细砂及中粗砂层,粉土、粉质黏土层,圆砾-卵石层。     

北京地铁粉细砂层PBA车站沉降规律研究

PBA工法工序转换复杂，易引起地表沉降，不同地层条件下的沉降规律难以掌握。尤其在含水粉细砂地层等不良地质条件下的地表沉降难以控制，对周边环境造成一定安全隐患。为研究粉细砂地层PBA车站沉降规律，通过调研北京地铁粉细砂地层PBA车站分布情况，基于监控量测数据分析不同降水条件下PBA车站地表沉降规律，并依据有限元方法进行计算验证，研究表明： 1）大于相应地表沉降值的发生概率与地表最大沉降值的关系符合正态分布，有效降水和未有效降水车站地表最大沉降值分别为-85.31～-93.29 mm、-126.16～-131.35 mm，由数据拟合得出地表最大沉降值超过-60 mm的概率分别为53.30%、74.96%； 2）沉降变形主要发生在导洞施工及扣拱施工阶段(约占90%)，上导洞施工、下导洞施工、梁柱体系施工、扣拱施工阶段沉降比例约为4∶3∶1∶2； 3）沉降槽与Peck曲线趋近一致，沉降槽宽度系数在9.82～15.51 m，有效降水车站的沉降槽宽度系数比未有效降水车站的大3～5 m； 4）地层损失率普遍在0.56%～0.70%，沉降槽宽度参数受降水效果影响显著，普遍在0.51～0.89。研究结论可用于初步判断粉细砂层PBA车站的地表最大沉降。     

超浅埋暗挖隧道下穿高速公路的施工技术

洛阳新区排水东干渠隧道跨度大、埋深浅、地层软弱,施工中采用大管棚超前支护、CRD法开挖,辅以监控量测和信息反馈等施工手段,在控制施工沉降和确保施工安全方面取得了较好的效果,为以后的类似工程提供了依据和借鉴。     

北京地铁四号线宣武门站下穿运营车站沉降控制综合施工技术

针对新建地铁车站下穿既有运营车站的工程特点,以控制沉降为核心,分别从管棚超前支护、开挖与初期支护、结构二次衬砌3个环节阐述宣武门车站下穿运营车站的沉降控制综合施工技术。大管棚施工采用国内先进的夯管工艺,配以袖阀式及分段后退式注浆技术措施;开挖前采用帷幕注浆,开挖、初期支护及二次衬砌期间采用全过程跟踪补偿注浆;开挖与初期支护期间采取加强措施改善平顶直墙结构的不利受力状态;二次衬砌创造性地采取分幅施作方案,以部分二衬结构代替支撑。通过实施一系列的技术措施,最终使既有运营车站的结构最大沉降仅为6.78mm,完全满足设计要求。     

八达岭长城站超大断面过渡段暗挖施工新技术

京张高速铁路八达岭长城站为地下暗挖车站,过渡段设计为单跨形式,最大开挖跨度32.7 m,最大开挖面积497 m2。为了解决超大断面隧道开挖过程中围岩变形大、容易失稳,多导坑法开挖无法采用大型机械施工、进度慢,隧道内预应力锚索施工难度大等难题,文章采用顶洞超前、分层下挖、核心预留、重点锁定的开挖工法（简称“DFHZ工法”）,并对该工法的优点和施工流程进行了介绍,该工法既能保证隧道开挖过程中的安全、减少围岩的沉降和变形,又方便机械化施工。采用预应力锚杆和预应力锚索结合使用,以发挥围岩的自承载能力,保证围岩稳定,预应力锚索施工中采用增设锚固结、硫铝酸盐水泥配置浆液、先自由段后锚固段的注浆顺序、高压注浆等措施,可以大大加快锚索施工进度,保证锚索质量。通过对张家口端进行监控量测,发现拱顶下沉和水平收敛值都很小,说明采用的支护措施可行,并对北京段过渡段进行了优化设计。     

拱盖法地铁车站施工沉降规律及控制对策研究

为得出适用于上软下硬特殊地质条件下青岛地铁安全开挖方法及地表沉降规律,总结出相应的控制对策,通过数值模拟结合现场实测数据,分别对上断面以左中右导洞均错开12 m平行施工、柔性支撑换作拱盖二次衬砌及下断面开挖3个阶段进行分析。总结出导洞开挖的先后顺序对地表横向、纵向沉降曲线影响的规律,得到了掌子面超前变形范围为12 m、上断面开挖横向影响半径为1.5倍洞径,及上断面开挖和拱盖与柔性支撑的换作是导致沉降的主要原因等结论;根据导致沉降的主要施工步序提出了关键加固对策,并得出了青岛特殊复合地层条件的支护方法和地表沉降经验公式。     

软土地层大断面矩形隧道结构施工力学行为监测与分析

为确保软土地层大断面矩形下穿隧道施工时的安全,以昆明轨道交通3号线区间浅埋暗挖隧道为依托,采用中导洞法,将全断面分成6个导洞按照先中间后两侧、先上面后下面的顺序施工,并采用现场监测和理论分析的方法对隧道支护结构受力进行全过程监控与分析。监测分析结果表明:在矩形隧道顶部与侧面设置超长大管棚条件下,隧道初期支护内力变化较小,因受不同导洞开挖扰动影响,隧道结构底部出现受拉现象,导洞(2)(中下导洞)、导洞(4)(左下导洞)和导洞(5)(右上导洞)对整体结构安全起决定性作用,需要重点监控;最大围岩接触应力出现在导洞(4)(左下导洞)底部,隧道4个角的围岩应力明显大于其他部位,需要加强隧道底部基础注浆,以提高地基承载力;临时支护应力受不同导洞开挖影响出现明显的波动,很好地反映各导洞施工过程中围岩应力释放的特征。     

地铁车站洞桩法施工引起的邻近管线沉降规律研究

为了解地层变形引起的管线沉降规律,依托北京地铁10号线黄庄站工程,基于地表和管线沉降的实测数据,利用时程曲线分析车站洞桩法施工引起的邻近典型管线变形规律。洞桩法车站施工引起的管线沉降主要分为3个变化阶段：初期缓慢变化期,掌子面通过测点时的急剧变化期和掌子面通过后的稳定期。管道与土体在车站施工过程中产生一定的沉降差,在管道正下方土体开挖时差异沉降迅速增大,掌子面通过测点一定距离后,差异沉降趋于稳定。