地铁车站主体与公路桥共建设计及附属工程一体化设计方案研究——以北京轨道交通房北线四环路站为例

地铁车站建筑设计需考虑规划条件、市政道路条件、地下管线资料及周边环境条件等因素,从可实施性、功能性、经济性等方面进行系统比选来确定最优方案。随着城市发展对地铁车站建筑设计要求的提高,车站建筑设计与城市发展的融合性越来越受到重视,然而传统的设计方法过多考虑了控制因素,限制了车站建筑的主动性和灵活性。以北京轨道交通房山线北延工程四环路站为例,在充分结合周边控制因素及规划条件的前提下,提出车站与桥梁共建及附属一体化设计思路。结果表明:(1)地铁车站主体与规划公路桥在竖向可实现共建设计,平面上实现共路由;(2)不同建设时序情况下,将地块分段实施,可实现车站附属与地块深度一体化开发。     

复杂施工空间条件下砂卵石地层联合降水控制

以成都地铁5号线中医大地铁站为切入点,地质情况复杂、异形深基坑开挖施工困难情况下,如何保证深基坑在干燥环境下施工和车站结构不发生渗漏是本工程的重点。通过理论分析和数值模拟方法,作出深基坑开挖前降水周边建筑的沉降云图,研究成都地铁中医大车站深基坑降水对周围环境的影响程度。针对性进行了复杂施工条件下深基坑降水对线路的影响分析及降水控制计算,得出了复杂施工空间条件下工程降水引起底面沉降的原因及联合降水控制方法,可为今后类似工程的施工提供借鉴。     

基于BIM技术的地铁车站协同设计及结构计算研究

BIM技术在地铁工程的应用仅局限于三维建模、管道综合和4D施工模拟等方面,在协同设计和结构计算方面尚无成熟的范例和工程经验可供借鉴,因此,研究基于BIM技术的地铁车站协同设计及结构计算具有十分重要的意义。以实际工程为例,采用理论结合实际的方法,研究基于BIM技术的地铁车站建筑结构协同设计方法,采用BIM技术进行地铁车站协同设计;研究基于BIM协同设计模型的地铁车站结构计算模型建模方法,创建地铁车站BIM结构计算模型,并将结构计算模型导入Midas gen,根据工程实际情况完成结构计算分析;研究表明,基于BIM技术进行地铁车站协同设计和结构计算是可行的,研究成果可供采用BIM技术进行实际工程设计时参考。     

膨胀土深基坑开挖对邻近地铁设施变形的影响

随着全国各大城市地铁以及城市轻轨交通项目的快速兴建,在膨胀土分布区域,一系列的膨胀土深基坑工程位于地铁线路周边,对地铁隧道及车站的安全产生影响。膨胀土作为对工程危害严重的特殊土,膨胀土深基坑的开挖对邻近地铁设施的影响分析显得尤为重要。为此,以邻近成都地铁2号线洪河站某膨胀土深基坑工程为背景,运用FLAC3D数值软件建立计算模型,采用膨胀土抗剪强度折减的方法,对膨胀土深基坑分层开挖对邻近地铁设施的变形影响进行分析计算。计算结果表明:地铁隧道及车站的最大位移符合控制要求,数值计算结果与现场测试结果相近,表明考虑膨胀土抗剪强度衰减的方法可以用于膨胀土基坑分析计算,成果可为类似工程的设计和施工提供参考。     

变位分配原理在地铁密贴穿越工程中的应用

北京新建地铁10号线车站密贴下穿既有1号线车站为北京市目前最大规模的密贴穿越工程,为保障既有线正常运行,要求下穿站施工引起的既有站满足沉降量小于3mm。结合平顶直墙CRD+多重预顶撑施工工艺,依据变位分配原理及数值计算结果,分析既有车站结构的变形特点及沉降规律,并以此制定了既有车站结构的分步变位控制标准;采用自动化与人工监测相结合的方式,将控制标准根据施工步序分解使用,分阶段控制工程自身及既有公主坟站的变形;对比分析计算值与实测值,实测值略大于计算值,但两者的沉降分布曲线大体一致,且各测点最终累计沉降值均满足3mm沉降控制指标。分析结果表明,变位分配控制原理在地铁密贴穿越工程,尤其是沉降控制标准严格的穿越工程中具有较高实用性,可为以后类似工程提供技术支持。     

地铁隧道近距离下穿既有车站施工技术研究

结合北京地铁7号线某区间隧道施工工程实例,采用经验法预测地铁隧道下穿既有地铁车站引起的地表沉降。通过对地表沉降的预测及分析,在施工过程中,采取大管棚超前支护及深孔注浆加固等措施,将地表沉降量控制在规范和设计要求的范围内,同时加强对既有车站的监控量测,从而确保既有车站运营安全。     

天津滨海软土地区地铁车站开挖基坑稳定性分析

研究目的:天津滨海地区多为海相沉积层,地下水位高,地层中存在淤泥质土。地铁建设首先面临的问题就是地下车站基坑的稳定性,保证基坑工程的安全性具有重要的经济和社会效益。本文对天津地铁某换乘车站基坑开挖施工变形规律进行研究,对于后续开工建设的地铁车站基坑工程具有一定的借鉴意义。研究结论:(1)在地下车站开挖过程中,受软土层突然应力释放及地下水位变化的影响,易引起周边建筑物地基的不均匀沉降,造成地面开裂、建筑物与地下管线变形。(2)本文利用有限元分析软件,建立三维数值模型,对基坑分步开挖施工过程进行动态模拟,对开挖过程中的围岩稳定性进行计算分析,得出:车站各主要受力构件均未达到极限强度,整个车站不会发生结构失稳破坏;车站基坑周围地表沉降量不大,对既有运营的地铁线路及车站围护结构的影响较小,开挖满足结构变形与周边建筑物的差异沉降变形控制要求。(3)本研究成果可为沿海软土地区地铁车站基坑开挖等类似工程提供参考。     

地铁6号线朝阳门站地表沉降阶段控制对比分析

PBA法是修建地铁车站常用的施工方法之一,多导洞施工会不可避免地引起地表沉降。北京地铁6号线朝阳门站位于城市繁华区域,车流量大,周围建筑多,管线密布,施工过程中的地表沉降控制极为重要。通过对北京地铁6号线朝阳门站PBA工法施工过程中的实测数据进行分析,总结了施工各阶段地表沉降量占总沉降量的比例,并与设计单位提供的沉降控制分解比例对比,分析出现沉降比例差异的可能原因,对今后类似地铁设计施工具有一定的参考价值。     

地铁盾构隧道下穿既有地铁车站变形控制标准探讨

为研究盾构隧道穿越已运营车站变形控制标准,并对既有车站结构进行安全性评价,以杭州某地铁盾构隧道穿越已运营车站为依托,参考地方标准及类似工程经验,通过分析长期运营监测数据初步探讨相应的变形控制指标;采用经典力学理论以多跨连续梁为模型,进一步分析基础变位作用下结构的受力行为,根据分析结果,提出以极限状态为原则的结构沉降控制标准;最后,运用Midas GTS有限元分析软件,建立三维数值模型模拟施工全过程,并在实际工程中进行监测反馈。研究结果表明,采用基础变位反分析得出既有车站结构沉降指标为-4～6 mm,严于技术标准及工程类比得出的相应指标,盾构穿越已运营车站最大沉降量为2.3 mm,沉降变形在允许可控范围内,验证了变形控制指标的有效性,确保了已运营地铁设施安全。     

地铁车站与高架桥整体分析

以武汉市一座地铁车站及高架桥共建体为研究对象,借助于SAP2000软件建立该车站与高架桥的分析模型,对该结构进行整体有限元计算,将所得计算结果作为评定该工程共建方案可行性的主要依据。     

深浅式异形基坑开挖工法比选与地表沉降特点研究

目前关于深浅式异形基坑的开挖并未形成专门的规范,针对此类工程的施工方法及其相应的地表沉降特点仍不明确。为了解决这些问题,研究以北京地铁6号线车站基坑为背景展开讨论,研究利用有限差分软件建立数值模型,对比常见开挖工法的地表沉降控制能力,认为先浅后深的方法在该工程的支护条件下最为有效。在此基础上,研究进一步分析先深后浅、先浅后深、同步开挖3种工法在分步开挖条件下的地表沉降特点,总结两侧地表最大沉降值的变化规律。     

基于桩帽尺寸调整的桩网复合地基沉降控制方法研究

为研究桩网复合地基沉降控制中的桩帽尺寸优化调整问题,采用楔形土拱模型和荷载传递理论分析桩帽尺寸对桩网复合地基桩土荷载分担及沉降变形的影响规律,依据桩土总沉降位移和沉降差控制标准,提出基于桩帽尺寸调整的桩土沉降控制方法,给出桩帽尺寸确定原则。研究结果表明:桩帽的设置可有效提高桩体分担荷载,并进一步引起桩体沉降位移的增加和桩间土沉降位移的减小,且桩顶位置桩土沉降差随桩帽尺寸增加保持递减趋势。研究成果可为铁路和公路工程中的桩网复合地基布桩参数确定及桩帽尺寸优选提供必要技术支持。     

地铁施工前邻近砌体建筑物的结构安全性分析

为确保地铁施工期间邻近建筑物的安全使用,在综合考虑邻近建筑物使用现状、相应规范和受力特点的基础上,运用位移反分析和有限元方法对其进行结构安全分析,并据此确定邻近建筑物变形控制指标。在某地铁车站附属结构施工前,应用该方法对2栋邻近砌体结构建筑物的安全性分析表明:当差异沉降小于10mm时,建筑物上部结构和基础底板能够满足正常使用的要求,根据两栋建筑物分别已有6.59和7.01mm的差异沉降现状,给出2栋建筑物沿既有最大倾斜方向的允许新增差异沉降控制值分别为3和2mm。依此标准,建筑物在附属结构施工结束后结构完好,验证了该工前安全性分析方法的合理性。     

软土富水城市铁路深基坑施工对周边沉降影响监测及分析

针对软土富水城市铁路深基坑施工工程,对周边环境沉降进行监测。监测结果表明,软土富水城市铁路深基坑施工在围护结构施工、开挖施工、主体结构施工阶段对于周边环境的影响有别于一般地区城市深基坑施工的影响,具体表现在围护结构施工期间、主体结构施工期间对周边环境均存在一定影响,同时,较易出现差异沉降,对施工安全影响较大。建议开挖施工前对周边环境进行搅拌桩等形式的加固,同时,加大对不均匀沉降的监控力度,保证工程的安全施工。     

浅埋暗挖地铁车站下穿既有线结构施工方法研究

以北京地铁5号线崇文门车站过既有线段为研究对象,对下穿既有线结构的新线地铁车站施工方法进行研究。采用三维有限差分软件FLAC3D,对柱洞法、中洞法和侧洞法3种大断面地铁车站施工方法的施工全过程进行三维仿真分析,研究地表沉降、既有线沉降、既有线变形缝两端结构差异沉降和塑性区分布。研究结果表明:3种工法下第1阶段开挖造成的地表沉降在总沉降中占主要部分,柱洞法施工造成的地表沉降和既有线结构沉降最小,中洞法次之,侧洞法最大;不同工法下相同位置处的变形缝两端结构的差异沉降趋势相同,洞室上方变形缝两端结构的差异沉降先增大后减小,远离洞室的变形缝两端结构的差异沉降始终增大;3种地铁开挖方法产生的塑性区基本位于洞室周围,但侧洞法的塑性区深入到既有线结构,影响既有线结构的安全运营。可见,柱洞法相对于其他2种工法具有一定优势,在地层沉降控制要求比较严格时,推荐首选柱洞法。     

路基工后沉降控制技术在秦沈客运专线的应用

研究目的：本文对软土及松软土路基工后沉降控制技术进行探讨和总结，为今后修建类似铁路提供参考和经验。 研究方法：结合秦沈客运专线路基工后沉降控制情况，详细分析并确定了适合客运专线软土及松软土路基的设计计算基本程序；探讨了沉降观测方法、观测精度、频率及由实测的沉降资料进行未来沉降预测的方法。 研究结果：提出了软土及松软土路基工后沉降控制技术及动态设计的基本步骤。 研究结论：运用软土及松软土路基工后沉降控制技术，能够对路基工后沉降和沉降速率进行精确控制。     

岩溶区高铁桥梁桩基沉降计算及参数影响分析

本文结合郑徐客专徐州特大桥工程,对桥梁桩基础下伏土层厚度和下伏层溶洞直径对群桩基础沉降影响进行分析。结果表明,群桩沉降变形主要由桩端下卧土层的压缩引起,下卧土层越薄沉降越小;溶洞孔径的大小对群桩基础总沉降影响不大;当相邻两墩台分别采用摩擦桩与嵌岩桩作为基础形式时,嵌岩桩的工后沉降远小于摩擦桩的工后沉降。因此,有必要对坐落于软土地基上摩擦型群桩基础进行加固处理,以满足工后差异沉降要求。     

土压平衡式盾构机富水砂层施工的沉降分析及对策

依托土压平衡式盾构机在富水砂层中的施工实例,结合盾构机的工作原理和结构特点,总结盾构机在富水砂层中施工时的沉降规律,分析各阶段地面沉降的原因,有针对性的采取沉降控制措施,利用信息化施工手段,有效控制地面沉降。     

列车荷载作用下深厚饱和软土盾构隧道沉降分析

软土地层盾构隧道运营期沉降一直是工程界关注的重点问题。结合工程实例,采用不排水循环累积变形理论、循环三轴试验参数和简化动力有限元及分层总和法,分析深厚软土地层盾构隧道在运营期列车荷载作用下沉降响应。分析成果表明,隧道埋深越浅、隧底软土地层越厚,则运营期沉降越大;就沉降速率来看,隧道在运营期最大沉降速率将在隧道运营后的初期出现,且地层越差,沉降量越大,沉降速率越小,沉降稳定时间越长;采取一定沉降控制措施后,深厚软土地层盾构隧道在运营期列车循环荷载作用下的沉降是可控的。针对本项目的特点,结合分析成果,合理确定深厚软土地层盾构隧道沉降控制措施。     

砂井联合超载预压控制软土地基路基工后沉降的优化设计

以经济效益为目标函数,软土地基路基工后沉降、沉降速率双控制指标为约束条件,建立了砂井联合超载预压处理软土地基的优化设计模型。通过一实例,采用遗传算法对控制工后沉降的3个主要设计参数:砂井间距、超载量和预压时间进行了优化求解。按优化的参数结果表明,通常情况下铺轨时加固区主固结沉降已完成,地基的工后主固结沉降大小主要取决于砂井底部的受压土层,控制的主要参数为超载量和预压时间,同时表明了作者所采用方法的有效性。