管幕洞桩法地铁车站设计施工关键技术研究

当暗挖地铁车站受限于环境条件采用平顶直墙的结构型式时,为保证车站结构安全实施,可采用管幕洞桩法进行施工,即利用车站上层先行导洞沿车站顶板结构上方打设横向大直径密排管幕,形成一个能够抵御结构上部土体荷载的强支护结构,继而在管幕保护下进行洞桩法后续施工。以北京地铁19 号线工程右安门外站为工程背景,阐述管幕洞桩法地铁车站的施工工序及工艺特点,对复杂环境条件下管幕打设、导洞开挖、打桩、扣拱等关键技术环节进行分析,明确其设计施工中的技术要点,并对车站施工监测数据进行分析。结果表明: 1)管幕打设和导洞开挖是管幕洞桩法引起地层沉降的关键工序; 2)管幕洞桩法施工对周边环境和地表沉降影响较小,适合修建超浅埋、大断面、复杂地质条件下的暗挖地铁车站。     

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。     

软土地区管幕暗挖施工之钢管顶进工法解析

暗挖法作为一种有效降低环境影响的技术,在我国部分城市的岩石及复合地层中得到了应用,在软黏土地区做科研试验项目实施软土地区管幕暗挖施工。以某管幕结构段土建工程为例,对钢管顶进施工进行工法解析。钢管顶进施工工法是管幕暗挖施工的第一步,通过带锁扣的钢管间连接形成一个闭合帷幕,将内外水土体隔离,然后在管幕的围护下进行暗挖,最终形成大断面地下空间,为后续开挖与结构施工提供条件。     

小半径曲线管幕修建暗挖地铁车站技术研究

为研究曲线管幕施工暗挖地铁车站的关键技术，采用理论计算、数值模拟和现场试验的方法，从设计和施工2方面进行研究，给出曲线管幕施工过程中顶推力的计算公式，计算得出曲线管幕设备所需顶推力范围； 提出曲线顶管姿态与轴线控制措施； 得到曲线管幕施工地铁车站对周围地层的影响规律； 对曲线管幕的始发装置、导向装置及顶推力计算的合理性和适用性进行论证。     

中铁隧道集团承建的北京地铁五号线崇文门车站胜利完成下穿既有环线管幕施工

地铁车站下穿既有环线管幕施工在国内同类工程中尚无先例。北京地铁建设公司、中铁隧道集团公司05标项目部先后组织了30多次专家会议，对地铁车站下穿既有线施工进行综合论证，最终确定了咬合管幕施工方案，05标项目部随即对施工方案进行了细化。在正式施工之前，项目部对管幕施工工艺、相关辅助措施的完善和管幕施工对环境的扰动进行了试验，获得了宝贵的经验和参数实施指导生产。     

“洞桩法”暗挖车站施工阶段钢管混凝土柱承载力计算

北京地铁16号线部分车站为“洞桩法”暗挖车站，钢管混凝土中立柱底端嵌入桩基内。在当前设计规范及相关研究中，均未明确“洞桩法”暗挖车站施工阶段钢管混凝土柱承载力计算的柱底端约束条件。借鉴铁路桥梁、建筑桩基等高承台桩基竖向承载力计算方法，建立“洞桩法”暗挖车站施工阶段钢管混凝土柱承载力数值计算模型，对钢管混凝土柱初始偏心距对柱承载力的影响以及柱底端桩基对柱的约束作用进行分析。分析结果表明，在通常工程设计中，柱嵌入桩基长度满足规范要求及桩周为粉质黏土、卵石地层的约束条件下，可将“洞桩法”暗挖车站柱下桩基对柱底端约束条件简化为嵌固约束。     

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。     

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。     

国内地铁首次!北京地铁大规模管幕棚盖施工工艺应用成功

正2018年10月16日,随着最后1根钢管柱缓缓施工到预定位置,标志着中铁隧道局集团有限公司施工的北京地铁19号线平安里车站超浅埋暗挖施工实现了车站结构上方全棚盖,至此,该车站历时14个月的大规模管幕棚盖施工圆满结束。这是北京地铁首次大规模运用管幕棚盖施工工艺,在国内尚属首次,对以后的城市地铁超浅埋暗挖棚盖施工具有示范引领作用。平安里站上跨6号线既有线,车站上方市政管线多、改移难。此次北京地铁19号线平安里站主体暗挖工程创新研发并成功应     

饱和软土地层管幕暗挖法施工风险及对策研究

传统暗挖施工方法难以在含水量高、承载力低的饱和软土地层适用，管幕暗挖法可为软土地层暗挖施工提供新的途径。目前管幕暗挖法设计和施工经验不成熟，工程实施难度大，施工过程风险控制尤为重要。为此，结合上海市轨道交通14号线桂桥路站管幕段工程实例，从风险管控角度论述管幕暗挖法施工过程中管幕顶进精度、MJS加固地内压力控制、内衬墙倾覆、融沉注浆、开挖过程中坍塌和涌水等风险因素，并提出相应对策。研究结果表明： 1）在软土地层进行管幕暗挖法施工大断面地下空间是可行的，施工风险总体可控； 2）管幕顶管顶进工序是管幕暗挖法实施的基础，开挖支撑是该工法施工风险控制的关键工序，同时也是造成地面沉降的主要工序。     

复合地层条件下超大断面浅埋暗挖隧道曲线顶管施工参数研究

为研究复合地层条件下超大断面浅埋暗挖隧道曲线顶管施工参数分布规律,以港珠澳大桥珠海连接线关键控制性工程——拱北隧道为依托,基于拱北隧道暗挖段管幕工程施工现场实测数据,采用统计分析、线性拟合等方法,总结了现场曲线管幕工程主要施工参数分布规律,建立了不同计算方法的线性拟合函数,在此基础上,提出了适用于估算珠海地区海陆相富水复杂地层顶管施工迎面阻力计算公式。     

管幕-结构法群管顶进对车站站场站台及股道沉降影响研究

为揭示管幕施工中群管顶进对站台和股道的影响规律,以迎泽大街下穿太原市火车站通道工程暗挖段管幕-结构法施工为例,采用数值计算对钢管不同顶进次序对地表沉降影响进行分析,推荐先下后上的群管顶进次序;采用数值计算和现场监测相结合的手段,对群管顶进过程中站台和股道沉降变化特征进行研究。研究结论如下： 1）群管顶进对地层沉降变形影响是一个多次叠加效应,具有应力路径相关性,顶进过程中地表横向沉降曲线形态处于动态变化之中,最终呈现出类似Peck横向沉降槽的曲线形态; 2）群管顶进结束后地表沉降横向槽宽度约为50 m,位于管幕底部两侧约45°地层滑移角范围之内; 3）现场监测结果表明管幕-结构工法有良好的地层变位控制效果,在多次顶进扰动影响下,站台和股道沉降、轨道高低及水平变形皆在控制范围之内。     

盾构法扩挖修建车站在地铁建设中的应用研究

地铁建设中车站施工工期长、盾构区间施工工期短。最大程度发挥盾构机长距离快速掘进的优势,解决区间隧道和车站施工工期不协调的矛盾,是目前城市地下工程建设中的关键问题。盾构法扩挖修建车站施工方法具有建设速度快、安全性高、环境影响小、盾构机利用率高的特点,在地铁建设中逐渐被采用。分析盾构法扩挖修建车站工法特点,对常见的工法进行比选,研究施工中的关键技术问题,以期对类似工程提供参考及借鉴。     

双洞大断面暗挖隧道近接既有线施工技术

采用大断面分离式暗挖隧道近接穿越既有线地铁车站,施工难度大,施工风险高。且既有地铁结构和运营都对变形控制要求非常高,施工中采用合理的施工技术和合适的辅助工法是决定施工成败的关键。某新建地铁车站中间暗挖段采用两分离单洞隧道下穿即有线地铁站,施工中,采用全断面深孔预注浆进行超前加固,并对既有线进行监测,信息化施工,合理安排工序,确保施工安全、迅速进行,对今后类似工程具有重要的指导意义。     

既有地铁线上跨基坑管幕 MJS 地基加固施工实例分析

以徐州新建彭祖大道下方的隧道开挖区间为研究对象,针对徐州的地质条件研究了该地下工程近距离上跨既有运营地铁2号线对2号线的影响,并且采取了管幕加MJS工法联合加固地基的施工方案,对既有地铁2号线进行加固保护和控制地表的沉降。通过有限元分析可以看出,管幕法联合MJS工法可以有效控制既有2号线的变形隆起数值,在一级放坡施工阶段,铺设管幕数值为3.92 mm,未铺设管幕数值则为6.45 mm,并且在铺设管幕的情况下开挖基坑的变形也得到了较好的控制,证实了联合两种方案可以有效地保护既有2号线和基坑的施工安全。最后以10 d为一个周期进行监测,数据呈现出正常的变化规律,监测的结果与施工工况、土质状况基本吻合。     

长沙地区超大断面暗挖地铁车站隧道结构断面形式的研究

烈士公园南站是长沙地铁6号线关键控制工程,周边环境十分复杂,被迫采用暗挖法修建车站。暗挖地铁车站属于超大断面隧道,设置结构中板分隔成站厅和站台上下两层,中立柱可嵌固至中板或拱顶。中立柱的嵌固位置关系到隧道结构的安全和车站站厅的通透性,长沙地区尚无暗挖地铁车站可供参照,故需结合隧道结构受力和车站运营服务功能决定。本文采用荷载-结构法对隧道结构断面受力进行了计算分析,建立有限元数值分析模型对隧道附属接口开洞影响进行了研究。计算分析结果表明:隧道结构中立柱的嵌固位置对拱圈整体受力影响不大,但中立柱嵌固至拱顶能有效约束隧道拱顶竖向位移,控制地铁运营使用期间结构裂缝的发展,同时还能保证车站附属接口开洞时的施工安全,具有良好的结构可靠性。研究结论对即将启动的长沙地铁7号线及后续线路暗挖地铁车站的修建具有重要的指导意义。     

盾构法与浅埋暗挖法结合修建地铁车站施工过程动态数值分析——以北京地铁4号线为例

为避免车站和区间盾构隧道施工在"时空"方面的矛盾,充分发挥盾构的使用效率,同时减少车站施工中管线迁改、拆迁、征占地、交通倒改等工作,可采用盾构法与浅埋暗挖法结合修建地铁车站。以北京地铁4号线暗挖车站建设为背景,采用FLAC 3D软件对采用盾构法与浅埋暗挖法结合修建地铁车站的施工过程进行动态模拟分析。分析结果表明:施工过程中管片结构及周围环境均处于安全状态,工程风险可控。     

束合管幕结构结合缝压弯性能足尺试验研究

为克服管幕法钢管节之间无法协同工作、支护效率差等缺点,进一步拓展管幕法在浅埋大跨地下结构施工中的优势,提出一种依托横向预应力的新型地下结构形式——U-BIT束合管幕工法。但该工法的施工工艺以及结构性能的研究还处于初期阶段,其结构力学性能和受力薄弱点均不清晰,亟需开展系列试验及模型研究。在工程需求和前期文献调研的基础上,针对该束合管幕结构开展压弯性能足尺试验研究,探究束合管幕结构在压弯作用下的受力特性与承载能力。结果表明： 1）结构挠度、结合缝张开可划分为6个发展阶段; 2）结合缝脱开、混凝土局部破坏、CT型锁扣紧贴以及CT型锁扣脱开是结构的重要性能点; 3）结构破坏形式表现为上部CT型锁扣脱开,无法继续承担外荷载; 4）结合缝开裂荷载及结构承载力极限荷载的试验结果均与理论值相近。     

管幕冻结法现场试验研究

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道工程口岸暗挖段的超前预支护体系采用管幕冻结法。该工法独创运用内置在顶管里面的冻结管、加强管以及限位管3种管路的冻结系统,以便实现“冻起来、抗弱化、控冻胀”这一独特的管幕冻结法理念。通过现场试验,对该工法在现场条件下的冻结效果以及控制冻结方案进行研究。试验结果表明： 管幕冻结法在现场环境下具有优良的封水效果; 通过限位管实施的“热控”限位效果局限于限位管区域而调控盐水温度的“冷控”限位则对整个冻结帷幕都能产生影响。     

暗挖地铁车站洞桩法施工

主要介绍了北京地铁十号线苏州街暗挖地铁车站（双层单柱两跨）采用洞桩法（PBA工法）进行车站主体施工的步骤、方法、施工过程中不同方案的比选及施工过程中的关键点，对各施工工序分别进行了详细的描述。