大跨地铁风道导洞开挖的地表沉降分布规律研究

北京地铁8号线大红门桥站-和义站区间附属风道为跨度16.2 m的单跨结构,采用暗挖洞桩法(PBA工法)施工。为有效控制导洞开挖引起的地表沉降,必须合理安排导洞施工顺序。基于三维数值模拟方法对不同的导洞开挖方案地表沉降分布规律进行研究,并与地表沉降监测结果进行比较分析。结果表明:不同的导洞开挖顺序的地表沉降发展路径差别显著,但最终的沉降值基本一致;随着导洞的开挖,地表沉降槽宽度增加并不明显,但是由于导洞开挖的群洞效应,地表沉降速度发展较快。因此在后续的拱部开挖支护中,必须通过调整支护措施和开挖方案来严格控制地层沉降。     

高地应力软岩隧道连拱大跨段施工技术

围岩的变形控制是隧道工程界的普遍难题,目前在建的兰渝铁路高地应力软岩隧道围岩大变形剧烈,特别是在隧道结构型式复杂的地段尤为突出,严重影响施工安全与工期进度。结合兰渝铁路新城子隧道出口连拱大跨段工程实践,对比分析了中导洞开挖和背靠背开挖2种双连拱段施工方案,综合分析认为对高地应力软岩隧道采用中导洞开挖双连拱,更为安全、可靠。隧道大跨段采用双侧壁导坑法开挖,双层初支和锚索+锚杆联合支护体系能有效控制围岩变形,现场工程实施效果良好。     

风道转入车站施工的PBA和CRD工法技术分析

结合北京地铁5号线天坛东门站和沈阳地铁2号线崇山路站的施工及设计情况,对暗挖车站的风道转入车站正洞施工采用的CRD工法和PBA工法+洞桩(柱)法技术进行分析。阐述天坛东门站平行车站方向施作加强环框和垂直车站方向施作加强钢筋混凝土环梁措施,以及采用洞桩法+PBA工法的崇山路站主体施工工序。通过分析得出PBA工法施工可减小因施工引起的地表沉降量的叠加,形成由侧壁支撑结构和拱部初期支护组成的整体支护体系,以保证开挖主体结构时的安全等结论。     

PBA地铁车站施工过程引起的地层沉降分析

以北京地铁蓟门桥站为工程背景,针对PBA地铁车站穿越各类土层的情况,采用Midas Gts NX有限元分析软件建立实体模型,模拟施工过程的各阶段,研究过程中引起的地层沉降规律。各种地层下PBA工法施工过程中引起沉降的最主要步骤均为导洞开挖施工阶段,发生沉降最大的部位在下导洞拱顶处,而剩余各阶段的沉降值在不同地层条件下差异较小;各地层中施工在同步序条件下引起沉降值由大到小的顺序为填土、粉质粘土、粉土、粉细砂、卵石-圆砾和卵石,深孔注浆加固措施对地层沉降的控制效果排序与之相同。结合工程的具体情况,对拟建车站施工过程的沉降值进行预测,并对施工中的土体加固提出了具体要求。研究结果为车站施工方案的可行性提供了依据。     

棚盖暗作法PBA地铁车站沉降规律探讨

超浅埋暗挖地铁车站施工易引起地表的过大沉降,对周边环境造成不良影响,为控制施工引起的沉降和保证市政设施的安全,引入棚盖暗作法的思路并应用于PBA车站,利用顶进钢管形成棚护体系,在其支护作用进行土方开挖。以北京地铁19号线一期平安里站为工程背景,简述棚盖暗作法PBA地铁车站的特点及施工步骤,对不同施工阶段产生的沉降进行统计分析并对地表沉降槽进行拟合,由此探讨施工引起的地表沉降规律。研究表明:沉降主要发生在管幕施工及导洞开挖阶段,约占总沉降的70%。针对棚盖暗作法PBA车站的特点,对产生沉降的原因进行梳理,提出加强空洞探测及处理、缩短开挖面封闭时间、加强超前支护的棚护效果、减小管幕顶进扰动土体、合理控制群洞开挖步序等沉降控制措施。     

北京地铁10号线劲松站粉细砂层中暗挖导洞施工技术

"PBA"洞桩梁法是城市地铁暗挖施工逐渐发展和成熟的一种新兴工法,适用于软弱地层中暗挖车站的施工,在北京地铁10号线第一次全面推广和运用。导洞作为"PBA"洞桩梁法施工的主要临时结构,在粉细砂层中施工难度非常大,以北京地铁10号线劲松站为例介绍粉细砂层中导洞施工技术。     

砂卵石地层中PBA工法导洞开挖顺序对地表沉降的影响

运用有限元软件ABAQUS对砂卵石地层中PBA工法车站施工过程进行数值模拟,结合现场实测数据,对比分析不同的导洞开挖顺序对地表沉降的影响。结果表明:采用不同的导洞开挖顺序暗挖地铁车站对地表最终沉降值无较大影响;在先行开挖下层导洞的情况下,先行开挖1,3导洞引起的地表沉降与先行开挖2,4导洞引起的沉降差异较小,但先行开挖中部导洞较先行开挖两侧导洞引起的地表沉降大;不同的导洞开挖顺序引起的地表沉降槽在导洞施工完毕时差异较小。     

地铁车站风道洞桩法施工对地层沉降的影响

以北京地铁8号线某区间站PBA(洞桩法)工法施工为背景,通过FLAC3D数值模拟软件对小导洞开挖顺序进行模拟,得到其最优的施工方案。模拟结果表明:优先施工下层导洞的方案三和方案四产生的地表沉降和拱顶沉降小于优先施工上层导洞的方案一和方案二;同层导洞不同的施工顺序也会对地表沉降和拱顶沉降产生不同的影响。最后通过四个施工方案产生的地表沉降和小导洞拱顶沉降的对比,确定采用方案三进行施工。方案三模拟数值与现场监测数值比对结果表明,二者沉降趋势和沉降量都相差不大,验证了模拟结果的可靠性。     

明挖顺作法深基坑加固设计与施工控制技术

为确保紧邻北京地铁和平里北街站东北风道北侧和平里七区6#楼的安全,提出了明挖顺作法施工的东北风道深基坑加固施工方案。通过运用典型的类比分析法对沉降分析,结合实际施工沉降量测数据,证明了施工方案的可行性和优越性。     

浅埋暗挖地铁车站平行下穿大型城市隧道的施工方法研究

北京地铁15号线奥林匹克公园站首次采用零距离平行下穿既有大型城市隧道的设计方案,为保证新建车站施工和既有隧道运营的安全,工程采用单层导洞大直径桩预撑支柱盖挖暗作法施工。根据数值分析和现场监测结果,车站站厅层的施工尤其是导洞(2)和(3)的施工是该工法的关键施工步序,站厅层施工完成后,车站中心线处地表沉降最大值为-38.4 mm,占总沉降值(-42.1 mm)的91.2%,与数值分析结果一致。因此,该工法可以有效地控制地层和周围结构的变形,对以后类似工程施工具有一定的借鉴意义。     

Research on the Influence of Small Distance Subway Tunnel Passing through Buildings at Short DistanceEI北大核心

Research purposes: At present, the urban subway is developing rapidly in our country, among which there are many problems. This paper takes a seven-story frame structure office building as research object. In view of the phenomenon that the dome subsidence and the land subsidence rate exceed the early warning in the field construction of the left line tunnel, combing theoretical analysis with the MIDAS-GTS numerical simulation, we took the "building-stratum-tunnel" as the research object, analyzed the influence of small distance tunnel construction process of mine method on the adjacent buildings, and analyzed the influence difference of the construction sequence of the left and right lines. Finally we put forward the relevant engineering technical measures. Research conclusions:(1) The tunnel construction makes the building in the tensile zone, and the structure is easy to be damaged. When the structure is far away from the influence of the excavation, the order of tunnel excavation is not significant. (2) When the surrounding rock is broken and close to the building, it is better to excavate the tunnel far away from the side of the building. At the same time, we should pay attention to taking the reinforcement measures near the side of the building and the intermediate rock column. (3) The research results can be applied to the field of shield construction in subway, and have a good guiding effect on the shield tunnel passing through buildings at close distance. © 2018, Editorial Department of Journal of Railway Engineering Society. All right reserved.     

北京地铁附属工程仰挖施工地表沉降研究

地铁车站附属工程高程爬升段受施工工期、地面空间不足、既有接驳等条件制约需采用仰挖法施工。通过数据统计分析仰挖施工沉降规律及影响因素,并通过实际案例进行仰挖与俯挖实测分析和数值分析对比研究探索沉降规律。研究表明：①拱部为砂性土时,87.3%的测点沉降量在3～60 mm之间,拱部为黏性土时,59.2%的测点沉降量在3～30 mm,拱部为卵石层时,测点分布离散;②关于沉降槽宽度,黏性土≈砂性土＞卵石,黏性土与砂性土沉降槽宽度约为出入口或通道宽度的3倍,卵石沉降槽宽度与出入口或通道宽度相近;③仰挖施工最大沉降量比俯挖施工多大约75%,仰挖施工最大沉降发生于爬坡段约1/2处,而俯挖施工最大沉降更接近于埋深最小处。研究结论可用于初步判断仰挖施工沉降量范围、沉降控制最不利部位。     

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。     

浅埋暗挖矩形隧道施工方案比选研究

针对某新建地铁浅埋暗挖矩形隧道的工程特点,采用FLAC3D软件对各导洞不同开挖顺序的施工方案进行数值模拟。通过对比分析地表沉降、隧道拱顶沉降、底板隆起位移、初期支护内力等指标,寻求区间隧道周边地层变形及结构受力的特点和规律,从而选出最优的施工方案。研究表明:矩形隧道断面6导洞(先中间后两边)非对称开挖顺序可有效控制地层变形和结构受力;地铁区间隧道地表沉降曲线呈现"凹槽"形状,在隧道横断面方向影响范围约为4倍开挖跨度,掌子面开挖过后监测断面处地表沉降量所占比例约为60%;隧道拱顶沉降和底板隆起位移大部分发生在掌子面位于监测点前后10 m范围内,各导洞开挖顺序对支护结构内力影响较小;工程应用实践表明采用推荐的6导洞施工方案是安全可行的。     

岩溶地区某浅埋箱型隧道沉降成因及控制

研究目的:岩溶地区侧方基坑桩基施工及土方开挖过程中,浅埋明挖箱型地铁隧道结构出现突发沉降,尤其是变形缝部位沉降显著,本文通过箱型地铁隧道沿线及变形缝两侧的位移监测数据,分析隧道结构突发沉降产生的原因,并研究了浅层回灌水、深层回灌水和注浆加固等沉降控制措施的效果。研究结论:(1)支护桩施工诱发浅埋箱型隧道最大累计沉降为3. 3 mm,应重视其在岩溶地区的施工影响;(2)嵌岩工程桩施工揭露溶洞,承压岩溶水突涌桩孔,是侧方浅埋箱型地铁隧道结构突发沉降的主要原因;(3)浅层回灌水可短时间内使地层补水,抬升隧道,抑制隧道急剧沉降;长期实施深层回灌、桩基泥浆护壁施工,可维持地下水位,控制侧方隧道沉降,但存在深层回灌水可能通过岩溶裂隙或通道进入溶洞,降低回灌水补充效率的问题;(4)"双排桩+对拉钢绞线+对称开挖"有效控制隧道的最大水平位移为3. 0 mm;(5)箱型地铁隧道周围进行垂直和斜向钻孔注浆可起到加固和止水的效果,考虑到变形缝的敏感性,应实时控制注浆压力;(6)该研究成果可供类似岩溶地区浅埋箱型地铁隧道侧方基坑工程参考。     

大断面平顶直墙地铁风道二衬施工受力转换技术

大断面双层双跨平顶直墙暗挖地铁风道施工时具有开挖跨度相对较大、临时支护体系繁多、二次结构受力转换复杂的特点,针对某地铁车站风道双层段的工程实践,分析大断面平顶直墙结构施工时的关键技术环节,如中洞法开挖、受力转换、分块模筑等.结果表明,关键工序合理,切实可行,施工过程中通过受力转换确保了原初期支护结构的稳定和安全,施工过程中严格监测控制,使风道二次衬砌质量得到保证,加快了衬砌施工进度,对整个风道工期控制起到了积极作用.     

地铁隧道对邻近既有桥桩影响及施工方法优化

隧道开挖会对周边土层造成扰动,导致既有桥桩发生变形,从而影响桥梁的运营安全。以西安地铁3号线区间隧道为工程背景,采用FLAC3D数值模拟软件对比分析隧道不同施工方法对既有桥梁桩基的影响,并综合考虑各种因素,提出环形开挖预留核心土法作为该区间隧道的施工方法。通过现场监测分析表明,该施工方法能够有效降低地表沉降及对既有临近桥梁桩基的影响,对黄土地区该类隧道工程具有一定的借鉴价值。     

南京地铁软流塑地层施工沉降分新与控制

南京地铁2号线上海路一新街口站区间施工采用暗挖法施工,该地区为软流塑淤泥质地层,为防止地表过大沉降,必须对其进行地层加固。在施工中采用水泥一水玻璃双液浆全断面劈裂注浆的工艺进行地基预加固,并采用超前小导管和喷锚支护等施工方法,有效地控制了施工中的地表沉降,确保了开挖过程中隧道本身和地表建筑物和管线的安全。     

厦门翔安隧道陆域浅滩段CRD工法施工步距和工序沉降控制作用研究

根据厦门翔安海底隧道出口端地质条件,设计6种不同的开挖与支护工况和两种不同的施工工序,对各种工况开挖过程的地层三维变形状态进行数值模拟,分析和总结变形、失稳规律。在此基础上优化CRD工法各部之间的步距和步序,改进隧道开挖支护方案,将拱顶沉降控制在最小的范围内,解决了施工中遇到的技术难题。