浅埋暗挖隧道内桩基主动托换技术方案可靠性研究

为了验证深圳地铁老街站东端站台扩建工程桩基主动托换方案的可靠性,保证隧道施工以及施工过程中隧道上部建筑物的安全,采用大型非线形数值分析软件ABAQUS,对桩基主动托换前后以及各个托换工序进行仿真模拟,计算得到了各工序沉降分布云图、结构各关键点的沉降时程曲线。结果表明既有施工方案是安全可行的。     

深圳地铁3号线广深铁路桥梁桩基托换设计

研究目的:随国内城市和地铁建设发展,地铁与既有交通桥梁交叉干扰不可避免,发展地铁建设与保证既有交通桥梁安全问题的矛盾日趋明显。本文结合深圳地铁3号线红岭站～老街站区间隧道穿越广深高速铁路桥梁桩基托换工程,详细介绍铁路连续梁和连续刚构桥梁桩基托换主要设计难点、要点和施工监测及线形调整设计等,为在复杂施工环境和复杂地质条件下,进行既有铁路桥梁的桩基托换提供一定的借鉴参考。研究结论:根据桩基托换工程主要设计重、难点,采取针对性加强措施,在设计和施工过程中做好信息化管理和系统控制工作,可以保证桩基托换工程的顺利实施和托换桥梁的结构安全。     

桥桩二次托换技术在地铁工程中的应用

在地铁设计与施工中,经常遇到地铁区间、车站需穿越城市既有桥桩和房屋基础的情况,在改线和撤迁无果时就需要对既有桥桩或房屋基础进行加固或托换处理。此时,如何保障既有桥桩或房屋的安全与正常使用是整个托换的根本。文章结合工程实际,提出了主动与被动相结合的二次托换技术。     

新建地铁下穿既有城铁地铁同台换乘站改技术研究

新建成都地铁6号线下穿既有地铁2号线与成灌城际铁路同台换乘的犀浦站,为实现三线换乘,需要对犀浦站进行改造。本文分析了该站改工程的重难点,优化了站改方案,阐述了既有站房立柱的桩基托换技术;且在桩基托换和基坑开挖过程中,监测了周边地下水位、托换站房立柱及城铁桥墩的沉降。实践表明:通过优化换乘通道基坑开挖深度,可以做到城铁桥墩周边不降水,且桩基承载力满足要求;采用叠合梁被动托换技术对站房立柱进行托换,解决了新建换乘通道与既有站房立柱在空间上的冲突;这可为类似工程设计、施工提供参考。     

饱和黄土区地铁隧道穿越桥梁桩基托换技术研究

在城市轨道交通中,地下工程往往需要穿越上部建筑物,为了保证建筑物安全正常使用,托换技术已成为解决城市建设施工的一种有效方法。在饱和黄土地区,由于黄土特殊的工程性质,桩基托换工程实例相对较少。以兰州市轨道交通1号线地铁隧道下穿既有市政桥梁为工程背景,详细介绍桩基托换设计方案,并建立三维有限元模型,进行数值分析。研究隧道开挖和切桩过程中地表沉降、桩基沉降和托换桩基受力机制,验证托换方案的可行性。研究结果表明:地表最大沉降为10.5 mm,桩基最大沉降量为9.7 mm,相邻桩基沉降差最大值为2.2 mm,满足相关规范要求。托换后桩底轴力为1 143.9 k N,小于单桩设计承载力4 739 k N,在初始阶段、新增承台及桩基、切除左右隧道内桩基及最后阶段衬砌左右隧道,托换桩基承载力均满足要求。     

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。     

城市地铁穿越既有线路的变形控制技术及效果

在城市线网中,地铁线路不可避免地会遇到既有线路、建筑物及城市管线等.穿越既有设施是地铁建设的难点,要求沉降等变形严格控制.首都机场线车站穿越地铁13号线时采用洞内做桩,开挖过程中辅以千斤顶托换技术的施工方法.结果表明,施工监控量测效果良好,可供类似工程借鉴.     

三拱立柱式地铁地下车站结构三维精细化非线性地震反应分析

基于ABAQUS软件研发的显式有限元并行计算集群平台,建立三拱立柱式地铁地下车站结构三维精细化有限元分析模型;研究大地震近场和远场地震动作用下地铁地下车站结构三维非线性地震反应特性.结果表明:地震作用下,三拱立柱式车站立柱底部为最危险部位,两侧副拱较中间主拱安全;两侧副拱拱璧损伤没有框架式车站结构外墙损伤严重;两侧副拱与竖向轴夹角约为30°处上、下拱壁上损伤指数最大;地铁地下车站结构峰值加速度沿车站纵轴线方向呈波浪状,纵轴线中点附近峰值加速度最大;三拱立柱式地铁车站的破坏主要和结构相对位移角有关,其破坏模式主要为剪切破坏.     

沈阳地铁2号线沈阳北站站设计思考

研究目的:毗邻大型铁路客站的地铁车站,由于其站址环境的特殊性,车站总图布局、建筑空间设计必然有别于其他普通地铁车站,设计者需要进行深入的方案比选研究。沈阳地铁2号线沈阳北站站位于铁路沈阳北站南广场,如何合理地选定地铁站位,做好与火车站及地下既有人防商业空间相结合,组织好地铁、铁路以及公交的多种客流,是本站设计研究的目的。研究结论:(1)沈阳北站站地处多种客流的集散地,在总图布置上地铁车站需要与铁路站房拉开缓冲距离,为乘客留出足够的集散空间;(2)沈阳北站站在建筑设计上充分利用了站前广场既有地下空间,拓展了地铁服务范围,吸纳了来自铁路、公交、地下商业的多种客流;(3)大型交通枢纽中的地铁车站,总图布局应留出专门的交通转换空间,建筑设计应充分与其他多种交通方式有机结合,实现换乘便捷与消防安全统筹兼顾,这样才能做到真正地方便乘客;(4)本文总结的经验可为今后其他类似地铁车站的设计提供参考。     

大跨度人防隧道工程下穿施工对既有地铁隧道区间结构稳定性的影响

[目的]为分析新建大跨度人防隧道工程小净距下穿既有地铁线路施工时对地铁隧道区间结构稳定性的影响,需对人防隧道下穿施工过程进行模拟研究。[方法]依托青岛某扁平大断面人防隧道下穿既有地铁区间隧道工程,建立了三维有限元模型,模拟人防隧道开挖的全过程。重点分析了人防隧道设置的中隔墙在开挖过程中的力学响应及变形规律,以及整个施工过程对既有地铁车站及其区间隧道的影响情况。[结果及结论]人防隧道中隔墙在先行洞和后行洞施工过程中呈现出明显的偏压趋势;人防隧道初期支护结构受既有地铁隧道的上部拱顶效应与中隔墙的双重作用,呈现出罕见的前大后小的“四象限”分布规律,且右侧沉降值大于左侧沉降值;既有地铁车站及其区间结构受人防隧道开挖空间效应的影响明显,其变形趋势均表现为向开挖侧移动,但其变形值均小于规范规定的预警值。     

深厚压缩层地基条件下路基沉降控制

研究目的：无砟轨道在客运专线铁路建设中已经成为主要轨道形式,深厚压缩层地基条件下路基沉降控制是无砟轨道客运专线建设中遇到的关键技术难题。迫切需要通过研究确定深厚压缩层地基条件下适合较高路堤无砟轨道铁路技术特点的经济合理、技术可靠的沉降控制方案。研究方法：结合京津城际轨道交通工程试验段路基沉降控制设计,通过技术、经济论证,确定合理的设计方案。研究结果：由于深厚压缩层地基条件下较高路堤高标准沉降控制成本相对较高,常规设计中一般要增加工程成本的支挡结构反而成为节省工程投资的手段。研究结论：在深厚压缩层地基条件下较高路堤高标准沉降控制设计中引入支挡结构,可以在提高沉降控制可靠度的前提下节省沉降控制成本、节约工程用地、美化工程环境。     

黄土地区高速铁路修建技术创新

研究目的:在湿陷性黄土地区建设铺设无砟轨道的高速铁路,国内外尚无可供借鉴的研究成果和工程经验。黄土的湿陷变形特性,加大了路基、桥梁、隧道等结构物的沉降,影响铁路的稳定性、安全性等。本文结合郑州至西安铁路客运专线工程实践,对综合勘察和路基、隧道、桥梁的关键设计技术创新进行总结。研究结论:在黄土勘察中引入"松软土"的概念,补充完善《铁路工程地质勘察规范》;国内外首次采用埋入式连续桩板路基结构,解决了基底下部厚层黏性土的长期蠕变引起路基下沉问题;全面、系统地提出了大断面黄土隧道的设计原则和安全、快速、经济的施工方法;在高烈度震区长联连续梁上采用4组双向式钢轨伸缩调节器设计技术,在渭南北站采用350 km/h通过式车站桥梁与无砟轨道无缝道岔群一体化设计技术。这些创新技术成为在湿陷性黄土地区修建高速铁路的土建工程成套技术的关键。     

京张高铁清河站站房绿色设计研究

京张高铁清河站是全国首个采用《绿色铁路客站评价标准》进行评价、并获得三星级设计标识的铁路客站项目,在绿色建筑设计方面具有一定的前瞻性和实践性。首先介绍了清河站的设计概况与特点,阐述了铁路站房绿色设计发展的现状及研究的必要性,然后从土地利用集约化、土建装修一体化、智能遮阳百叶选取、光导管使用等方面,对清河站围护结构的节能率、自然采光、气流组织等进行模拟分析,对清河站的绿色设计及创新进行重点研究,最后总结了铁路站房绿色设计的特点、优劣势及星级评价关键技术。     

渤海湾南北便捷通道——烟大铁路轮渡研究与设计

研究目的：我国早年的铁路轮渡有关技术已不适应现状铁路发展及运输的需要，国外铁路轮渡由于其机车、车辆、道岔及有关技术条件与我国相差较大，也不能照搬到烟大铁路轮渡设计及施工中。所以，系统的研究适合烟大铁路轮渡工程特点的有关问题是十分必要的，对指导铁路轮渡技术设计、规范设计方法及为建设施工和实际运营提供理论依据。 研究方法：对适合我国机车、车辆及作业特点的铁路轮渡有关问题进行调查、考察，计算机图解检查和理论分析、计算、模拟试验，通过科学研究，得出正确结论。 研究结论：研究解决了烟大轮渡工程站型、作业方式、能力计算方法、栈桥最大坡度、栈桥轨道等问题。汲取多项世界先进技术，在渡轮动力推进系统、人行栈桥设计、栈桥轨道结构等方面创造了我国铁路轮渡“四个第一”。烟大铁路轮渡的研究设计成果通过了国家主管部门的审查，大部分应用于本工程建设中，部分成果纳入了《铁路工业站、港湾站设计规范》及《铁路站场及枢纽设计技术手册》中。     

在既有建筑下修建浅埋暗挖岩石车站的关键技术

在既有建筑下方修建浅埋暗挖岩石车站的工程难度极大,如何保证上部既有建筑的安全和正常使用以及新建工程的安全是设计、施工的难点。以重庆北站(南广场)为例,提出在既有建筑下方修建浅埋暗挖岩石车站的若干关键技术,并通过数值模拟、现场监测进行验证,可为类似工程提供参考。研究结果表明：对大跨度、扁平的单层暗挖车站,在浅埋岩层中近距离下穿建筑物时采用中洞法是合理可行的,通过采取适当的工程措施能避免上部基础产生冲切破坏,有效保护建筑物,中洞结构施工是变形控制的关键工序;对浅埋岩层中的多层多跨地下结构,提出拱柱法的施工方法,解决传统PBA (框—梁—拱)工法应用于岩层时存在的开挖工序多、施工效率低等问题,能有效控制地层及上部建筑变形,其中地下一层结构施工是变形控制的关键工序。该方法对强风化及更好岩层中变形控制严格的地下车站具有重要应用价值。     

地铁结合高铁区域交通枢纽立体化模式研究

研究目的:地铁目前已经成为各大城市轨道交通不可或缺的交通形式,伴随着地铁线网的延伸,地铁同国铁、高铁、公路、航空等交通模式的联系也愈发密切,有必要对地铁与高铁车站及各种交通模式的接驳设计进行分析研究,从而使区域交通枢纽的立体化发展更加理性和合理化。研究结论:本文以笔者参与设计的实际工程———地铁太原南站为例,阐述了地铁车站与高铁车站交通组织流线采用地下中央换乘大厅集中进行换乘,使高铁、地铁、停车、商业、广场各流线之间畅通无阻,同时对地铁穿越太原南站地下工程区间特殊处理方式进行分析,建议该段采用盾构法施工。最终展望了太原南站区域交通枢纽将带动城市副中心商圈发展,成为典型的地铁结合高铁区域交通枢纽立体化发展的引领模式。     

城际铁路新建客运站研究

研究目的:探讨城际铁路引入特大、大中城市需要新建客运站时,面临的车站站址方案选择、站型确定、站场设备布置以及站区综合交通枢纽规划设计等诸多需要解决的问题。研究方法:从新建城际站的站址选择、车站布置、站区规划等角度开展研究,并以新成都站设计为例阐述相关研究内容。研究结果:提出城际铁路新建客运站的站址选择原则和方法,系统的阐述了车站布置要点,讨论了站区道路规划、交通衔接、换乘设计等站区规划问题。研究结论:城际铁路新建客运站规划设计过程中要综合考虑城市交通和铁路客运双方的需求,通过优化车站布置和站区规划实现铁路客运与城市交通的协调发展。     

铁路客站地下进站流线设计研究

研究目的:一批日渐投入运营的新型铁路客站的设计日均小时发送量和高峰小时发送量均较高,使得铁路客站的流线设计得以重视。专为来自于地铁的换乘客流设计的"地下进站"流线无疑是缩短换乘流线的最佳模式。因此,研究和设计"地下进站"流线是必要的。研究结论:(1)铁路客站的流线模式向着"通过式"转变;(2)铁路客站地下进站设计应尽可能缩短旅客的换乘距离;(3)"地下进站"流线应考虑设计预留,并合理利用铁路客站有限的地下空间。