港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道复杂曲线管幕顶管施工轨迹控制技术

管幕工程是港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道的重要组成部分,曲线顶管是本工程核心技术之一,其成功与否将直接关系到项目的成败。管幕下穿拱北口岸,埋深4~5 m,平均长度257.92 m,位于半径890 m圆曲线和缓和曲线组成的组合曲线上,精度要求±50 mm,地表沉降要求小于30 mm,管幕所处地层地质条件复杂,周边环境敏感,人流、车流众多,管节轨迹控制难度大,轨迹精度控制是管幕工程难点之一。从顶管机设备选型、管节长度、F形接头设计、测量控制、动态纠偏、始发接收控制、管节轨迹实际偏差等几个方面介绍管幕轨迹控制技术。     

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道长距离大直径曲线管幕顶管工艺试验研究

管幕工程是港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道口岸暗挖段难度最大的项目之一,其特点是距离长、直径大、管幕轨迹位于曲线上,同时顶管精度要求高,施工难度大。工程下穿拱北口岸限定区域,埋深4~5 m,管幕平均长度257.92 m,由36根φ1 620 mm的钢管组成。线路位于缓和曲线和圆曲线组成的组合曲线上,圆曲线半径约890 m,管节轨迹精度要求±50 mm,地表沉降要求小于30 mm,管幕所处地层地质条件复杂,周边环境敏感。从顶管机选型、顶进阶段划分、顺序和工艺控制等方面做了详细介绍。     

泥水平衡顶管机在拱北隧道曲线管幕工程中的应用

依托港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道曲线管幕工程,介绍在复杂地质条件下长距离曲线管幕顶管设备选型,以及选用德国海瑞克AVN1200TC泥水平衡顶管机的顶进、UNS导向、操作控制、泥水处理等四大系统,通过曲线顶管工艺试验和已完成的隧道中板处4根顶管的成功实践,从顶进精度控制、顶管施工对周边环境的影响和顶进工效等方面,对设备应用情况进行分析和评价,能够满足拱北隧道管幕工程施工需要。     

曲线顶管顶进管节应力特征试验研究

拱北隧道暗挖段综合考虑周围建筑和地质条件等因素,采用曲线顶管管幕施工工法施工。由于曲线顶进方式,管节应力特征较之于普通直线顶管有所不同。加之暗挖段工程顶管管节接头构造特殊,更加大管节应力分布的复杂性。依托中国地质大学(武汉)非开挖工程实验室所研发钢顶管管节应力试验系统,模拟拱北隧道管幕曲线顶管顶进实验,研究管节应力与顶力大小的规律。结果表明:管节应力与顶力正相关的现象,应力在监测断面内水平位置两侧出现应力集中,管道轴线方向应力集中存在接头附近。     

管幕-结构法下穿站场股道与站台沉降特征模拟分析

管幕-结构法下穿太原火车站站场地下通道工程,具有断面大、埋深浅、地表沉降控制严格等特点。为揭示管幕-结构法施工特点,采用数值计算对群管顶进、钢管切割及混凝土浇筑、土方大开挖等主要工序下,股道、站台沉降变化规律进行研究;并依据管幕结构施工地表沉降曲线特征,制定股道允许沉降控制标准。结果表明:(1)采用先下后上的钢管顶进次序,利于减小地表沉降;(2)管幕-结构法施工中,群管顶进、钢管切割与混凝土浇筑以及土方开挖引发的地表沉降比例分别为50%、36%和14%;(3)管幕-结构法施工地表横向槽主要出现在W+2Htan41°范围内;(4)股道允许沉降值为21 mm。     

基于变形控制的密排管幕顶管施工顺序优化分析

管幕可以为隧道施工提供强度较大的超前支护。为择优选择管幕施工顺序,减少管幕施工对地表沉降影响,以合肥大连路隧道工程为例,采用三维数值分析方法,考虑“先下排后上排连续顶入/先上排后下排连续顶入、先上排后下排间隔顶入”3种顶入顺序,研究不同管幕施工顺序对地表沉降的影响规律。研究结果表明：(1)上排顶管形成的土拱效应对下排起到保护作用,故最佳施工顺序为：先施工管幕上排顶管,再施工两侧及下排顶管;(2)由于顶管端头的高压旋喷加固和端部结构约束,管幕顶进引起的地表变形呈现端部小,中间大的特征;(3)侧排顶管不影响沉降叠加区最大沉降值,横向地表沉降曲线类似于S形,地表沉降最大值为12.7 mm,最终影响范围为24 m。     

长大曲线隧道GPS平面控制测量方法

探讨了长大曲线隧道GPS控制网的布设以及隧道工程坐标系的建立方法,分析了在不同工程坐标系方案下控制测量成果的精度,对布设合理的曲线隧道GPS控制网提出了一些建议。     

拱北隧道多台阶分部 暗挖方案研究

拱北隧道暗挖段开挖断面约337m2,在管幕-冻结复合帷幕作为超前支护下,进行多台阶分部开挖。原设计采用5台阶15部开挖工法,结合科研成果和现场可操作性,通过方案比选,对暗挖方案进行了优化,推荐采用5台阶14部竖撑方案,并采用台阶法进行开挖。本文利用数值分析软件对五台阶15分区方案,五台阶14分区斜撑方案,五台阶14部竖撑方案进行了对比,研究了各工况下隧道结构受力规律及安全性。分析结果表明：1）采用三种开挖方案均能满足结构安全要求,但五台阶14分区斜撑和竖撑方案更有利于机械化开挖施工;2）斜撑方案相对竖撑方案受力较大,且拼装难度大,精度要求高,施工安全性低;3）采用台阶法相对于侧壁导坑法,边脚部的初期支护变形更小,有利于冻土与管幕的协同变形,提高复合帷幕的封水安全。     

港珠澳大桥拱北隧道曲线管幕管节现场制作技术

结合港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道曲线管幕工程实例,详细介绍曲线管幕管节制作与连接关键技术,包括管材切割下料、管身卷制、承插口F形接头制作、管节焊接组装技术,管节质量检测方法和验收标准等。顶管施工实践证明,管节制作精度、刚度和稳定性、防水密封性能等均达到预期效果,管节现场工厂化制作技术和产品质量是可靠的。     

后方交会法在地铁盾构施工控制测量中的应用

地铁盾构施工具有一次成洞、开挖横断面狭 窄、曲线半径小、距离较长等特点,对控制测量提出较 高的精度要求。结合工程实践,探索采用后方交会测 量方法进行地铁盾构施工测量,结果表明: 该方法不但 能提高隧道的贯通精度,解决地铁盾构施工一次成洞 对测量提出的高精度要求,还可以为后续地铁铺轨控 制测量、提高地铁线路的平顺性及地铁列车的乘坐舒 适性提供测量技术保障。