联络通道施工对隧道T接结构的受力影响研究

在软弱地层施工地铁隧道联络通道会造成隧道结构局部应力集中,严重时可导致管片开裂等现象。为解决这一问题,利用ABAQUS有限元软件建立主隧道与联络通道结构模型,通过改变联络通道掘进长度与联络通道底部基床系数等因素,探究机械法联络通道T接隧道建设对主隧道结构的影响。研究发现：联络通道施工荷载使隧道发生横向扭剪变形,可导致施工过程中纵向顶推转角发生变化;随着联络通道掘进长度的增加,主隧道与联络通道管片应力不断增大;联络通道靠近主隧道上方管片受力变形大于主隧道上方（应力增加17%、变形可达4倍）;随着基床系数减小,隧道结构整体受力变形呈增大趋势（应力增大44%、沉降增大34%）。研究成果可为相关工程安全建设提供参考。     

地铁联络通道施工力学特性分析

以深圳地铁2号线盾构隧道工程的联络通道为工程依托,针对双线盾构隧道与联络通道组成复杂空间结构,选取了结构与围岩连成的三维数值模型,进行受力影响计算分析.研究结果表明:由于联络通道的施工,使盾构隧道的变形由对称变形转为不对称变形,并使得交叉部管片产生了应力集中现象,导致开洞侧管片及联络通道结构自身产生上下截面整体受拉的不利受力形式.整个结构的受拉区为联络通道下半部分及接口周围部分管片,设计与施工应高度重视此部分的结构受力和防水.     

盾构隧道联络通道施工力学行为数值模拟分析

以广深港客运专线狮子洋隧道为依托,采用三维有限差分法FLAC3D,模拟盾构隧道与联络通道组成的空间交叉结构的施工过程。结果表明,由于联络通道的施工,使盾构隧道的变形由对称变形转为不对称变形,并使与联络通道相连接的交叉部管片产生应力集中,导致开洞侧管片及联络通道结构自身产生上下截面整体受拉的不利受力形式。应注意对开洞侧管片及联络通道靠近开洞口处混凝土进行适当的加厚并增加配筋量。     

高水压条件下盾构隧道联络通道及集水井施工力学行为研究

以武汉地铁越长江盾构隧道江中段联络通道及集水井为依托,提出一种适合砂性地层高水压条件下地下结构施工力学行为数值模拟的计算处理方法。即耦合使用地层-结构法和荷载-结构法,对土体和水体进行分别处理。其中,地层依据地层-结构法按实际地层建模,容重采用干容重;水体则作为荷载直接施加在结构表面,水体所产生荷载根据施工过程施加;结构未修建之前按水压施加在底部透水性较差基岩上进行地层初始应力场计算。将上述方法应用于武汉地铁越长江盾构隧道联络通道及集水井施工力学行为数值模拟中,得出影响钢管片、联络通道衬砌和集水井衬砌变形及应力分布的关键因素;验证提出的适合砂性地层高水压计算处理方法的可行性,并提出针对性建议。     

富水砂层中联络通道施工工法及其控制措施

研究目的:通过对4种联络通道施工方法的特点、风险性等方面的分析与比较,提出地下工程富水砂层的联络通道首选施工工法;提出其设计与施工的关键控制措施,以确保施工的质量和安全。研究结论:处于富水砂层中的联络通道施工,冻结法由于具有可靠性高,对地下水、土层无污染等优点,是施工方法的首选。为了保证冻结法成功、安全实施,必须考虑联络通道洞口处管片的特殊设计;为了减轻冻土膨胀对隧道的影响,在隧道内设置内支撑可有效控制隧道变形;冻结施工过程中应采用应急措施,如安装安全门等措施避免发生施工意外;土体冻胀和融沉阶段采取卸压孔、热水循环及跟踪注浆等控制措施是非常有效的。     

国内地铁首条越江区间联络通道结构设计

研究目的:武汉地铁2号线越江区间联络通道,是国内地铁首次在长江底砂层中实施的联络通道,其中带有泵房的3#联络通道最大水头高度约56 m,高水压和高风险,结构设计尚无先例可以借鉴和参考,需采用合理的设计方案,以保证结构安全和施工安全。研究结论:本文对位于江底埋深最大的3#联络通道及泵房,进行研究分析,有如下主要结论:(1)实践证明江底砂层采用冻结法加固地层,是安全可靠的,但应尽量优化泵房有效容积,减小集水池体量,降低冻结施工风险;(2)常规的矩形断面集水池设计,难以同时满足冻结施工和结构高水压抗剪双重要求;(3)联络通道采用结构墙体变厚度,集水池水平向采用近椭圆形断面设计方案,取得意想不到的结果,不仅克服高水压抗剪的问题,而且新的结构型式大大改善结构受力,提高结构安全富裕度;(4)该种联络通道结构型式可为其它类似隧道的设计提供借鉴。     

含联络通道地铁区间隧道扩挖形成新建车站施工过程的围岩变形分析

[目的]重庆轨道交通9号线邮轮母港站是将原区间隧道(含联络通道)进行扩挖施工而建成的地铁车站。该工程的地质条件、围岩初始应力场和原区间隧道结构均较为复杂,为确保施工安全,需要对施工过程中区间隧道的复杂力学行为进行分析研究。[方法]在简述该扩挖工程概况的基础上,建立了采用各向异性节理岩体弹塑性模型的三维有限元数值模型,进一步确定了该模型的几何特征、地层特征、结构特征及工序特征。选取了3条测线(联络通道中心线、左线大里程区间隧道中心线、右线小里程区间隧道中心线),分别对这3条测线上方的地面沉降,以及左线隧道、右线隧道的洞周变形进行分析,并将模拟值与实测值进行对比,以研究区间隧道扩挖施工过程中围岩和结构的变形特征。[结果及结论]对模型的模拟结果与施工实测结果进行对比后可认为所建模型具有合理性;联络通道扩挖施工会导致隧道洞周收敛变形明显增大,区间隧道原联络通道位置与施工主通道交汇处的洞周变形最大。应对联络通道内进行渣土回填,以确保隧道扩挖施工的安全、顺利实施。     

城际铁路盾构联络通道冻结法施工技术

以珠机(珠海市区—珠海机场)城际铁路橫琴隧道金融岛车站—3号工作井区间3~#联络通道(与泵房合建)为工程背景,针对联络通道冻结法施工形成的形状复杂的冻土帷幕结构,利用FLAC 3D对冻结法施工进行了数值模拟,并与现场监测数据进行对比分析,得出冻结帷幕的变形特性、应力分布特性以及开挖造成的隧道周围管片应力的重新分布情况。研究结果表明:联络通道开挖前对通道内土体预加固能有效改善拱顶和拱底的受力状态;喇叭口是整个冻土帷幕的最薄弱处所,施工中须特别注意;联络通道开挖容易使主隧道管片处于受拉状态,且拉应力多分布在开口环的对侧。     

狮子洋隧道联络通道设计

广深港客运专线狮子洋隧道是我国第一条采用盾构法施工的铁路水下隧道,采用双洞单线的结构型式,隧道具有高水压、地质情况复杂等特点。简要介绍了广深港客运专线狮子洋隧道联络通道的一些设计情况,可供类似的工程设计参考。     

陡倾斜地层大断面小净距地铁车站暗挖施工力学响应分析

为了降低重庆轨道环线涂山站施工风险,提高施工效率,节约工程造价,以涂山站部分主体隧道和联络通道为对象,建立三维有限元数值模型,辅助现场监控量测,分析洞室群的施工力学响应规律,得到以下主要结论:(1)受陡倾节理的影响车站隧道群受偏压显著,右洞的水平位移明显大于左洞;中夹岩内水平位移为零的位置偏向右洞约4 m;地表沉降变形呈非对称分布,沉降最大值位于右洞拱顶上方;(2)主体隧道开挖引起联络通道竖向变形,占总位移的43.2%;联络通道开挖对主体隧道洞周位移的影响较大,对地表变形的影响较小;(3)主体隧道的底部和拱顶出现局部的拉应力区,与联络通道交叉口处的侧壁应力集中较大。     

线路重叠交叉段下部隧道联络通道冻结法施工对上部隧道的影响

以某地铁线路隧道重叠交叉段联络通道施工为工程背景,针对下部隧道联络通道冻结法施工,建立Midas/GTS建立三维有限元模型,分析联络通道冻结法施工过程对上部隧道的影响。分析结果表明:下部隧道联络通道施工完成后,上部隧道最大沉降量为-0.322 mm,最大隆起量为0.211 mm,最大水平位移为-0.053 mm,均在安全可控范围内;上部隧道结构最大拉压应力也均满足强度要求。     

长大隧道横通道受力分析

随着我国经济的发展,基础设施,尤其是以铁路、公路为代表的交通设施建设不断加速,出现大量长大山岭隧道工程.从地下工程运营避难、救援以及维修管理等角度出发,在两条主隧道一定长度位置处,需要设置联络横通道.本文采用三维有限元数值模拟主隧道与横通道组成不同交角的空间复杂受力交叉结构的施工过程,得出交叉角越小,围岩应力集中程度越高、横通道衬砌结构受力越大的结论.因此,需要对主隧道与横通道交叉部尤其是主隧道与横通道斜交的锐角一侧,给以特别的加强设计以保证结构安全.本文研究结果对地下工程中主隧道与横通道的一体化设计施工,有一定参考价值.     

联络通道冻结法施工对盾构隧道影响研究

冻结法加固目前已大量使用于富水地层隧道加固,如盾构始发接收、联络通道开挖。本文依托地铁盾构隧道联络通道工程实例,探究宁波地区冻结法施工过程中黏土冻胀和融沉机理,并通过冻结区温度、位移监测数据分析来讨论联络通道冻结法施工对隧道的影响,得出宁波地层易出现融沉及跟踪注浆的必要性,并得出了冷冻交圈时间及冷冻交圈形成后隧道影响变小,以及联络通道开挖易造成附近隧道结构上浮等结论,为盾构隧道联络通道冻结法施工工程提供借鉴和参考。     

山岭隧道高水压下衬砌结构三维数值模拟

采用三维有限元数值模型,分析圆梁山隧道高水压条件下衬砌结构受力及变形特征。研究结果表明,高水压对隧道衬砌结构影响显著,在高水压作用下衬砌结构的受力和变形都较大,衬砌结构上存在较大的纵向弯矩。水荷载是隧道衬砌结构的主要荷载之一,应引起足够的重视。     

穗莞深城际下穿深中通道变形规律及控制技术研究

结合穗莞深城际轨道交通盾构隧道下穿深中通道工程背景,采用有限元软件MIDAS/GTS数值模拟,对盾构隧道下穿深中通道施工过程进行分析,研究了深中通道主线敞开段结构及敞开段下桩基的变形规律,提出了相应施工建议和控制标准,为类似下穿工程提供了指导和参考。     

盾构不停机状态下联络通道施工技术

根据丰台东大街站～丰台北路站区间联络通道,在盾构不停机状态下结合矿山法施工的成功经验,可以缩短工期。按照矿山法施工的原则,同时对盾构内隧道进行支撑加固,保证联络通道的施工安全和矿山法的灵活运用,为今后类似工程提供借鉴。     

富水复杂环境下盾构法联络通道施工技术研究

地铁区间隧道因消防疏散要求需设置联络通道,在地层条件复杂、周边存在敏感建(构)筑物的城市中心地区,传统联络通道施工工艺有着较大的施工安全风险,可能会对城市造成重大的安全隐患。为降低施工风险,保障城市安全,在充分论证各项施工工艺的基础上,研究盾构法联络通道施工技术。以深圳地铁5号线黄东区间盾构法联络通道为研究背景,通过理论分析、工程类比、现场验证等方法,比选富水地层环境下联络通道施工工艺,研究正线特殊环钢管片处理、洞门注浆加固、接收始发特殊设计等针对性措施。结论表明,在富水地层复杂环境下盾构法联络通道施工安全可控,环境适应性强;采用钢-玻璃纤维复合管片、洞门焊接处理、钢套筒接收始发、环形支撑体系等针对性措施,可以提高施工时结构体系刚度、防水性能和防止周边变形,减少对深南大道和周边建(构)筑物影响,使得盾构接收、掘进和始发全过程安全可控,确保了盾构法联络通道的施工安全。     

地铁联络通道冻结暗挖施工三维数值模拟

建立包括双线盾构隧道、冻土帷幕、联络通道以及泵房在内的三维数值模型,模拟了地层冻结、联络通道开挖和支护的整个过程。分析了联络通道以及泵房开挖对冻土帷幕、初支护和主隧道的影响。从而,确定了初支护及冻土帷幕的受力最不利位置和发生最大变形的位置,并提出相应的控制指标。     

黄河岸滩强透水卵石层动水条件下冷冻地铁隧道联络通道修建技术

介绍了我国首个黄河岸滩强透水卵石层地铁隧道联络通道在动水条件下冻结工程的设计、施工监测等情况。对黄河联络通道修建的重难点及冻结控制要点等作了分析,提出冷冻法的成孔、钻孔、冻结参数选择及封孔等关键技术,解决了黄河联络通道难以加固、钻孔困难、高压涌水、施工风险高等一系列施工难题,通过对冻结帷幕土体温度等的监测和分析研究,获得联络通道冻结安全施工的参数,并对施工中的问题提出了建议。     

杭州地铁 4 号线越江隧道设计 重难点与解决对策

杭州地铁4号线联庄站～水澄桥站区间隧道下穿钱塘江及两岸大堤,采用土压平衡盾构法施工。由于受钱塘江潮汐、江水冲刷等影响,施工过程中需解决钱塘江大堤保护、高水压下盾构施工、江底联络通道施工以及有压气体等重难点问题。针对以上设计重难点,从多角度、分阶段地提出相对应的解决思路,并通过现场实测结果验证了设计理论的正确性,为其他类似工程提供了很好的参考。