新开河道并行沪宁城际高铁安全影响分析

研究目的:随着高铁投入运营范围逐步扩大,城市升级扩容对正在运营的高铁的影响正在逐渐凸现,尤其是我国较发达的东、南部地区,新建道路、河道疏浚、城市轨道交通等工程的建设已无法避免与高铁交叉或近距离并行,研究此类工程对高铁的安全影响已成为工程技术人员需要解决的问题。本文针对新沟河新开河道对沪宁城际高铁桥梁的安全影响通过有限元定量数值分析,主要研究河槽开挖、河堤堆载以及安全防护隔离桩施工作业对高铁桥梁的附加影响,提出安全施工的要求及主动防护隔离措施。研究结论:(1)控制开挖及堆砌土体相关物理参数,必要时采取隔离主动保护措施,可在高铁正常运营速度情况下进行河道开槽及堆砌施工;(2)新开河道并行沪宁城际高铁,数值分析表明主要影响在桥墩附加横向变形,对桥墩附加沉降的影响极小;(3)隔离桩钻孔施工引起的应力释放与河道开挖引起的不利影响形成同向叠加,使得高铁桥墩附加变形结果更趋不利;(4)减小高铁桥墩附加水平向变形,通过增加隔离桩刚度不如增加隔离桩桩长效果明显,尤其是隔离桩持力层较好时;(5)该研究成果对于在高铁桥梁附近进行大体量土体扰动的安全评估方面具有参考价值。     

大直径盾构隧道下穿既有高铁线变形控制技术研究

盾构隧道施工会不可避免地对周围土体产生扰动,当新建盾构穿越既有高铁线时,保证高铁运营的安全性是施工过程中的关键性问题之一。以苏州桐泾路北延工程盾构下穿沪宁城际高铁为例,通过建立三维数值模型分析大直径盾构隧道施工对高铁桩基变形的影响,结合现场监测数据实现快速预测施工变形,并对盾构下穿既有高铁线变形控制技术进行研究,提出洞内外复合隔离加固措施的同时,还应加强对盾构掘进、同步注浆与二次注浆参数的控制。     

盾构隧道下穿高速铁路桥梁施工影响数值分析

地铁盾构下穿既有高速铁路施工是一项高风险作业,加固方案的合理性直接影响到隧道施工安全和高速铁路运营安全。本文建立结构-高铁桥墩基础-土体有限元模型,分析盾构施工过程中高铁桥墩的变形特征,评估工程安全性;地铁隧道周边采用加固措施后,能够降低左右线隧道掘进相互之间的影响。分析结果表明变形满足高铁桥梁变形相关规定,不影响高铁运营安全,该结论对类似工程有一定借鉴意义。     

地铁基坑下穿城际铁路高架加固措施研究

以深圳地铁 12 号线和平站主体基坑下穿穗莞深城际铁路高架为项目依托,通过 midas GTS NX 建模计算,分别对无加固措施、30# 与 31# 桥墩处设置隔离桩措施、桥墩与车站主体围护结构之间采用旋喷桩土体加固措施,以及结合隔离桩与旋喷桩土体加固措施等 4 种工况下地连墙与基坑两侧桥墩的水平位移进行研究。经施工现场反馈,钢支撑伺服系统控制基坑地连墙水平位移与桥墩水平位移效果明显。研究表明,采取隔离桩与旋喷桩土体改良加固措施,地连墙与两桥墩最大水平位移均最小,满足规范要求;旋喷桩加固土体对控制两桥墩水平位移效果显著,在各工况下两桥墩侧地连墙与桥墩水平位移基本一致;结合隔离桩与旋喷桩土体加固更适用于已运营的城际铁路高架下基坑开挖。     

明挖隧道与盾构隧道下穿铁路桥变形影响及隔离桩效果

济南市双线明挖隧道和双线盾构隧道先后下穿既有铁路桥梁。为保护既有铁路桥墩和桥桩,拟定采用隔离桩和不采用隔离桩两种方案,通过数值模拟研究了明挖隧道和盾构隧道施工时铁路桥梁的桥墩、桥桩位移变化规律及隔离桩的隔离效果。结果表明：明挖隧道围护桩施工+基坑开挖、主体结构施工+覆土回填、盾构隧道下穿引起的桥墩竖向位移分别占桥墩总竖向位移的60.14%、27.07%、12.79%;受围护桩与隔离桩桩长的影响,明挖隧道及盾构隧道施工对24.5 m深以下桥桩的保护作用减弱;与未采用隔离桩相比,采用隔离桩后桥墩最大累计竖向位移与桥桩最大水平位移分别减小了68.5%、60.7%,隔离桩对变形的控制效果明显。     

桩-板结构预加固措施应用分析

采用FLAC3D有限差分法,结合宁安城际铁路马鞍山东站预留市政通道加固工程,进行双线盾构隧道下穿城际铁路引起地表位移及其控制措施。分析结果表明采用桩-板结构预加固措施,盾构隧道下穿施工产生地表位移得到有效控制并均在城际铁路安全限值范围以内,确保盾构隧道安全下穿铁路和列车的安全运营。     

地铁盾构隧道下穿沪宁城际铁路无砟轨道路基的影响研究

以无锡地铁3号线盾构隧道下穿沪宁城际铁路路基为背景,采用理论分析结合有限元单元法,探讨对铁路路基采用混凝土板+钻孔桩+CFG桩联合加固措施的有效性以及加固效果,并将计算结果与施工监测数据进行对比,结果表明:采用加固方案后,当地层损失率为0.5%时,双线贯通后沪宁城际铁路路基的最大沉降变形为0.712 mm,路基加固后的最大沉降是未加固时最大沉降值的11.3%。因此,预加固措施能够有效控制地铁盾构隧道下穿沪宁城际铁路路基过程中产生的沉降变形,满足高速铁路运营安全。     

盾构近距离下穿铁路桥墩的加固措施研究

地铁盾构隧道下穿既有铁路桥梁桥墩施工不可避免地会对周边岩层产生一定的扰动,导致铁路线路的不平稳,进而危及行车安全。以济南地铁9号线工程下穿济莱正线及济南东站铁路枢纽为例,通过Abaqus软件建立数值模型,模拟在不加固、钢管桩加固、钻孔桩加固3种工况下,盾构隧道下穿高速铁路桥梁桥墩引起的变形情况。结果表明：(1)无加固措施情况下地铁右线盾构施工引起的济莱59#墩的水平位移3.6mm不满足设计要求;(2)考虑隔离桩及加固措施后,墩顶变形进一步减小;(3)钻孔桩隔离与钢管桩隔离方案对墩顶的变形控制效果接近,根据工程经济性及现场地质条件,采用钢管柱加固措施较为合适。研究成果可为同类型工程施工设计提供参考。     

地铁盾构隧道下穿城际铁路地基加固方案安全性分析

苏州某地铁盾构隧道下穿沪宁城际铁路施工时,原有铁路地基加固方案产生的沉降量不能满足高速铁路的要求,因此,结合原加固措施,采用板+桩组合结构的形式对地基进行加固.对此方案,采用二维有限元法分析不同应力释放率下盾构施工引起的地表沉降规律.当应力释放率为30％时,盾构下穿处板+桩组合结构的沉降量为3.9 mm,满足高速铁路无砟轨道对工后沉降的要求,但此时板+桩组合结构中的加固板将与其下方土体脱离.采用三维有限元方法,对高速铁路轨道结构进行静、动应力响应分析.结果表明:当加固板与其下部土体脱离时,在自重应力作用下,钢轨轨面的最大变形为0.582 mm,满足轨道不平顺的要求;在最大列车动荷载作用下,轨道板和加固板的最大拉应力分别为0 93和1.02 MPa,均小于规范中所要求的疲劳强度修正值.由此可知,在盾构隧道下穿施工时,城际铁路地基采用板+桩组合结构形式的加固方案,是能够保证运营安全的.     

地铁基坑下穿铁路桥的桥墩保护设计方案合理性研究

以深圳地铁12号线和平站下穿穗莞深城际铁路特大桥工程为依托,通过数值模拟和理论分析,对地铁基坑下穿段实施的桥墩保护措施的合理性展开了深入研究。研究结果发现：针对桥墩水平位移,若仅采用隔离桩和采用土体加固两个措施,对两侧桥墩产生的影响差别较小;设置隔离桩可有效控制桥墩的竖向位移;在地下连续墙能保证基坑稳定的前提下,改变其墙厚和嵌固深度,对桥墩位移的变化影响较小;分区开挖可有效控制基坑变形及临近桥梁区域土体的变形。     

小半径曲线叠落盾构隧道下穿京沪高铁隔离桩设置参数研究

基于济南轨道交通R1线工程小半径曲线盾构隧道下穿京沪高铁,采取数值模拟手段研究隔离桩桩长、桩间距等不同设置参数下,对既有高铁桥梁结构的保护效果。计算结果表明:增加隔离桩桩长可以提高保护效果,反之降低;隔离桩桩间距增加,保护效果有所降低。通过计算分析,隔离桩采用桩间距1.2 m、桩长39 m(桩端位于隧道底部以下4 m)较为合理。采用室内模型试验针对桩间距1.2 m、桩长39 m隔离桩设计方案进行验证,试验结果表明:盾构隧道所下穿的两侧承台沉降变形均较小,承台沉降最大值仅0.5 mm,隔离桩设置可有效减少盾构施工对高铁桥桩影响。现场全自动化监测结果显示,承台沉降及水平位移的最大值均未超过0.4 mm,小于控制值1.0 mm。现场监测结果与数值模拟、模型试验结果比较一致,验证了数值模拟和室内模型实验结果的可靠性。     

天津盾构隧道下穿铁路对股道沉降的影响及控制技术

以富水砂层地区天津地铁某盾构隧道下穿既有城际铁路为工程背景,利用Plaxis 3D有限元分析软件建立基于小应变土体硬化刚度本构（HSS）的动态掘进模型,研究有无桩筏加固方案对盾构隧道下穿既有城际铁路的影响,结果表明：盾构隧道在无保护措施下穿股道时,股道纵向沉降超过黄色预警值4mm要求,最大值为5.2mm,采取桩筏加固方案后纵向沉降最大值减小至1.5mm,采用桩筏加固方案可有效确保股道行车安全。     

盾构下穿高铁路基沉降控制标准及控制措施分析

为研究盾构隧道下穿高铁路基的沉降控制措施及其效果,以西安地铁 1 号线三期工程盾构下穿徐兰高铁 段工程为背景,通过对现行规范及既有类似工程案例的分析、结合既有无砟轨道的现状,确定了本工程隧道下穿 高铁无砟轨道路基的控制标准,并以此选定了盾构隧道下穿高铁路基的盾构、加固以及辅助控制变形措施,依据 施工方案并结合工程实际情况,理论分析了影响分区的判别准则及判别阈值,进而划分了铁路路基受到不同影响 的分区,通过数值模拟的方法分析拟定施工方案的实施效果。结果表明：采用盾构下穿高铁路基避开 CFG 桩 (水泥粉煤灰碎石桩)且进行地面袖阀管注浆加固的方案能够满足工程要求,道床的最大竖向位移为 4.716 mm, 最大水平位移仅为 0.301 mm;CFG 桩的最大竖向位移为 11.93 mm。     

深圳湾公路大桥海上钻孔桩施工技术

介绍深圳湾公路大桥换道立交桥大直径海上钻孔桩施工,桩基础直径为2.0 m,最大桩长66.08 m。包括海上施工平台搭设、桩基钢护筒下沉、泥浆配制及水下混凝土灌注等施工工艺。     

地铁盾构施工下穿高速铁路隔离保护技术

北京地铁10号线二期草桥站—纪家庙站区间隧道施工须下穿京沪高铁高架桥,保证施工安全及京沪高铁桥梁基础安全是施工难点。采用有限元软件ANSYS建模分析隧道施工时对桥梁基础采取隔离保护措施的效果。分析结果表明,两座隧道中间的桥墩承台受盾构两次掘进通过的影响,产生的沉降量最大,且最大沉降量靠近后掘进的隧道;设置隔离桩可降低桥桩变形。依据分析结果确定了工程措施,并论述了隔离桩施工、盾构掘进参数控制等关键技术。施工监测结果表明,桥梁墩台累计变形在控制范围之内。     

新建铁路路基下穿京沪高铁影响研究

为研究下穿地段新建铁路路基对京沪高铁的影响,以沪通铁路安亭下行疏解线下穿运营京沪高铁为工程实例,采用ABAQUS软件建立三维有限元数值模型,分析研究不同路基加固方案情况下对京沪高铁桥梁的影响。结果表明,不同加固方案对京沪高铁桥墩、桥面板、桩基础的变形均会产生一定影响,影响程度从大到小依次为天然地基、浅层加固、CFG桩加固、钻孔桩+筏板加固。CFG桩与钻孔桩+筏板加固方案可以有效将列车荷载与路基自重产生的荷载效应传递至处理深度以下,但从工程角度考虑,钻孔桩+筏板加固方案更偏于安全。     

某新建轨道交通工程下穿既有高速铁路桥梁方案研究

以某城际轨道交通下穿杭甬高铁桥梁工程为研究背景,为减少对杭甬高铁运营安全的影响,提出桩板路基及简支梁桥两种结构形式下穿高铁。并对新建的下穿结构在施工期间及运营阶段下,利用桩土共同作用有限元程序Midas/GTS等有限元软件,着重从桩基承载力、基础沉降等方面分析土体扰动对杭甬高铁桥梁的安全影响。研究结果表明,桩板路基及简支梁桥两种结构形式下穿既有高铁桥梁均是可行的。     

地铁盾构隧道下穿宁杭高铁的影响分析

盾构隧道近距离侧穿既有高速铁路高架桥,将引起桥梁和轨道结构的变形,影响列车正常运行,甚至造成运营事故。以南京市轨道交通5号线下穿宁杭高铁为例,采用MIDAS GTS分析采取加固措施前后盾构隧道下穿高速铁路引起的桥梁位移和桥桩受力变化规律。结果表明,采取隔离桩和袖阀管注浆的加固措施可以有效保护高铁桥梁的安全,使其满足双线隧道贯通后最大沉降小于1mm的要求。     

济南轨道交通1号线和2号线下穿高铁工程对邻近桥梁变形和振动的影响

为探究盾构施工过程中高铁桥墩的变形特征,以济南轨道交通1号线和2号线4条隧道下穿京沪高铁同一跨桥梁工程为例,开展了现场墩顶位移监测试验,并对2号线地铁隧道盾构掘进施工过程中邻近高铁墩顶的位移数据进行了分析。通过有限元法研究了隔离桩、隧道位置和地铁列车运行等不同工况下,下穿邻近高铁桥梁承台的竖向振动位移、振动加速度及其最大值的分布规律。研究结果表明：隔离桩的施工满足相关规范对盾构隧道施工期高铁桥墩位移的要求;1号线和2号线左线列车运行引起的高铁承台竖向振动位移均较大,建议对其采取轨道减振措施;隧道距离隔离桩顶部或底部越近,隧道引起的高铁承台振动位移越大。     

平行叠落盾构隧道下穿沪宁城际变形影响分析

对于城市轨道交通,下穿既有建(构)筑物一直是建设过程中的重大风险源,同时也是地下工程界的一个研究方向。常州轨道交通2号线和6号线,盾构区间以小角度下穿既有沪宁城际铁路。为了保障既有铁路的运营安全和隧道施工安全,既有城际铁路预留混凝土板和钻孔灌注桩措施。论文采用数值模拟的方法对施工工序进行比选,并分析盾构施工过程中地层、加固板、路基以及桩基的变形规律及其安全性。