地铁工程先盾后扩穿越西安地裂缝设防段隧道扩挖方案研究

目的：为优化地铁工程穿越西安地裂缝段常规“竖井暗挖+盾构空推”施工方法，开展基于“先盾后扩”新型建造技术的扩挖方案研究。方法：依托西安地铁15号线府君庙村站—祝村站区间隧道穿越F9和F′9两条地裂缝带设防工程，进行新型建造技术试点应用。介绍了“先盾后扩”法的施工基本流程和设计要点，提出了6种设防段盾构扩挖方案，重点讨论了各方案可行性及优缺点，并综合施工便利性、地面沉降控制和结构受力特性给出了推荐方案。结果及结论：“先盾后扩”法省去了竖井和洞内端头土体加固工程量，确保了盾构作业连续性，解决了设防段地面作业条件受限的问题，不考虑盾构空推的扩挖断面也可大幅减小，进而降低了工程造价；设防段盾构扩挖时，横向及竖向支撑能改善扩挖隧道支护结构变形，但临时仰拱或横撑发挥的作用较为有限，在地层降水措施有保障的条件下设置的必要性不强；竖撑能明显改善扩挖隧道支护结构受力，应予以保留；综合横向及竖向支撑切割断面引起的施工干扰问题，推荐“全断面+双竖撑法扩挖”为依托工程扩挖方案。     

盾构吊装对初期支护条件下矿山法隧道的变形影响分析

为研究盾构吊装对初期支护条件下矿山法隧道的变形影响,以实际工程为例,采用三维数值有限元分析方法,分析了实际地层条件下及对隧道周边地层进行加固后,矿山法隧道在盾构吊装作业下的变形,得出盾构吊装对初期支护条件下矿山法隧道的变形影响较大,在原有地层直接进行盾构吊装施工存在一定施工风险,宜在对隧道周边地层进行加固后再盾构吊装施工。本文采用结构建模进行数值分析,所得结果为盾构整体施工安全提供保障。     

盾构隧道基础上修建三连拱地铁车站结构参数研究

以广州地铁3号线林和西路站为工程背景,采用有限元法数值模拟分析手段对在单线区间盾构隧道的基础上,采用矿山法直接扩挖单层三连拱地铁车站进行了研究,得出了主体结构的参数和整个施工过程结构的内力、变形和位移分布与大小,为今后实际工程的设计和施工提供有价值的参考。     

大断面矿山法隧道开挖对小净距盾构隧道的影响分析

以厦门地铁1号线集美中心站站后停车线隧道工程为背景,采用FLAC3D三维有限差分软件,对此大断面矿山法隧道开挖对小净距盾构隧道的影响进行了三维数值分析。分析了CRD(交叉中隔墙)四步开挖法、CRD六步开挖法(靠近盾构隧道部分后开挖)及CRD六步开挖法(靠近盾构隧道部分先开挖)对盾构隧道的影响,揭示了盾构隧道位移和管片弯矩的变化规律:大断面矿山法隧道开挖时对先施工的小净距盾构隧道产生4~9 mm的位移值,盾构管片产生80~170 kN·m的弯矩值。另外,CRD四步开挖对盾构隧道不利,盾构隧道的位移和弯矩分别增大约33%和6%,并且靠近盾构隧道的部分对盾构扰动更大,因此,推荐使用CRD六步开挖法(靠近盾构隧道部分后开挖)。最后对比分析了盾构隧道的现场监测位移值和数值模拟结果。     

地铁盾构隧道与矿山法隧道接口段抗震计算研究

为确保地裂缝条件下地铁盾构隧道与地裂缝设防段矿山法隧道接口抗震设计满足要求,采用数值模拟与理论分析相结合的方法,针对西安地铁5号线某区间盾构隧道与地裂缝设防段矿山法隧道接口部位进行横向地震作用时程分析,并与横向地震作用的反应位移法结果进行对比,结合现有理论及规范,分析地铁隧道接口处的抗震性能及合理的计算方法,发现对于结构断面形式突变的地下结构,宜采用反应位移法进行强度及变形计算,同时采用时程分析法进行校核,明确了不同断面接口两侧隧道横向剪切刚度的差异是导致位移与变形差异的主要原因,同时提出减震层、管片柔性结构与弹性垫圈、变形缝以及加强钢筋与后浇环梁等抗震措施,在高烈度地区还可考虑将矿山法隧道设计为圆形或类圆形断面以提高整体抗震能力,研究结论可为类似工程提供参考。     

超大断面地铁隧道的设计方案研究

南京地铁4号线蒋王庙站—王家湾站区间隧道断面面积达290 m2,通过数值模拟分析对其设计方案进行了研究。结果表明:该地铁隧道断面高宽比取0. 64是合理的,可提高隧道建筑净空使用率;针对不同断面形式分别采用双侧壁导坑法、CD法和CRD法,大、小断面隧道嵌套开挖,可降低对围岩的扰动;相接部位逐步挑高扩挖,提高隧道支护设计参数,可以确保施工安全;先行开挖小洞对隧道整体安全和裂缝控制有利。     

无地面垂直条件邻接暗挖隧道侧置竖井式盾构转场关键技术

深圳地铁5号线怡—黄区间隧道设前后邻接的盾构段与矿山段。盾构自怡景路站始发后,于沿河路至深南路右转匝道设盾构吊出井,后由于交通及管线限制,改为扩挖区间矿山段施工横通道,设接应段,洞内水平加固+素混凝土填充。盾构机出洞进入接应段,拆除螺旋输送机,主机分段解体、转体、平移,通过侧置竖井吊出转场,螺旋输送机及后配套后退至始发井吊出转场。该转场方式为国内首例,克服了繁华城区富水上软下硬地层、无降水条件下大断面扩挖及水平加固难题,完全避免了对繁华地段交通干扰,充分显示了技术复杂性与方案优越性,社会效益良好。     

大直径盾构隧道新型扩挖结构关键构件力学特征分析

结合北京地铁14号线?10m盾构隧道扩挖车站试验段工程,研究分析采用盾构中洞—边桩法扩挖修建地铁车站施工过程中结构体系的受力转换、受力行为及变化特征。通过地层结构数值模拟方法,动态分析确定盾构管片、边桩导洞、中导洞扣拱初衬及中柱等构件的内力和变形特征。研究结论可为类似工程的设计和施工提供参考。     

高地应力软岩隧道不同施工方法数值模拟变形分析研究

结合木寨岭隧道的实际施工方法,采用三维有限元软件Midas/GTS,分别对隧道的4种施工方法进行数值模拟,4种施工方法分别为全断面法、二台阶法、三台阶法和超前导洞扩挖法。选取适当的物理力学参数进行数值建模,从模拟结果中提取拱顶沉降、水平收敛、隧道应力、塑性区等数据进行对比分析,从而得出最优的施工方法,即适用于高地应力软岩隧道的施工方法,以及相应的支护措施。并在讨论部分引用类似状况隧道实测数据进行对比分析,验证数值模拟的合理性和正确性,可以为高地应力软岩隧道设计施工提供一定的参考。     

矿山法扩挖盾构隧道修建地铁车站技术

论述矿山法扩挖盾构隧道这种修建地铁车站的新技术.广州地铁6号线东山口站利用该技术,成功解决了盾构过站和修建车站站台隧道之间的矛盾.结合东山口站的工程实践,分析该技术的特点及良好的使用效果.     

盾构通过矿山法隧道上浮问题分析研究

采用盾构通过矿山法施工软硬不均地层的隧道,能达到快速安全经济效果。管片脱出盾尾后盾构隧道上浮问题是该工法技术难题之一。本文以深圳地铁2号线东港路站—招商东路站区间盾构通过矿山法隧道段为背景,运用有限元法,分析了回填材料属性、回填层厚度等因素对管片上浮的影响规律。提出了施工、设计过程控制管片上浮的对策和措施,可为同类工程施工和设计提供参考。     

盾构与浅埋暗挖隧道小间距并行施工技术研究

成都地铁5号线为满足车辆调度需求,在九兴大道站小里程端采用左线盾构隧道与右线大断面浅埋暗挖隧道的双线并行布设方案,双洞净距2.9m。本文以该超小净距隧道为背景,采用数值模拟方法对隧道开挖时地表沉降规律及夹层土体应力状况进行了分析。结果表明,无论何种开挖次序,先行隧道的开挖均会导致后行洞开挖引起的地表沉降曲线向先行洞偏移并有所增大;由于左线小断面盾构隧道施工扰动理论上较小,因此先施工右线大断面浅埋暗挖隧道后再进行左线盾构隧道的施工顺序更为合理;先浅埋暗挖后盾构隧道施工造成的地表沉降值在两洞中间区域略小于先盾构后浅埋暗挖隧道施工;双线隧道通过后地表沉降槽呈现出"U"形状态,盾构隧道的通过造成地表沉降影响范围增加了约1/4;双线开挖过程中中间土体在浅埋暗挖隧道一侧受施工的影响更为明显,应重点关注。     

明挖基坑内地铁矿山法隧道进洞的设计与施工

研究目的:地铁区间隧道施工中,经常会有从明挖基坑中直接进行矿山法隧道进洞的情况,为保证明挖基坑的稳定和矿山法隧道进洞段施工的安全,需要从设计和施工组织上采取必要的措施,本文以广州地铁三号线五山站～华师站区间工程的成功实施为例,介绍了基坑中矿山法隧道进洞的设计与施工要点,其相关经验可为今后类似工程提供借鉴.研究结论:(1) 为保证矿山法隧道进洞施工的安全,需要对隧道洞门段地层进行必要的超前加固,并加强隧道初期支护;(2) 在基坑开挖过程中穿插进行矿山法进洞施工的部分工序,合理组织工序衔接,可以减少重复工作,加快隧道进洞,既保证明挖基坑的稳定,又使矿山法隧道安全进洞.     

复杂周边环境下矿山法大断面隧道设计

结合北京地铁8号线二期工程某区间复杂周边环境下矿山法大断面隧道的设计及施工,介绍隧道设计参数、施工方法、构造物保护措施、盾构掘进临近隧道的保护,可供以后类似工程借鉴。     

大跨度小净距分岔隧道双向施工关键技术研究

分岔隧道的安全施工技术是隧道工程的重点内容。以杭州紫之隧道工程为依托,针对西线大跨段主隧道与匝道小净距交汇处隧道工程,对小净距隧道和大跨度隧道的安全施工技术进行了研究;针对主隧道跨度大及匝道与主隧道超小净距特点,提出大跨度小净距分岔隧道双向施工技术,包括小截面隧道导洞施工、主隧道导洞扩挖、主隧道反向开挖至小净距隧道施工技术,为类似地层分岔隧道施工提供经验指导。     

双洞单圆盾构隧道与横通道结合修建地铁车站施工过程的结构力学分析

为避免车站和区间盾构隧道施工在时空中产生矛盾,充分发挥盾构机的使用效率,达到盾构机掘进经济里程,采用双洞单圆盾构平行掘进过站,先行贯通全线大部分区间隧道,继而在盾构隧道基础上通过横通道扩挖构筑地铁车站。FLAC3D仿真结果表明:施工过程中地层位移和管片应力与应变合理,工程风险可控,可达到缩短工期,节约建设成本的目的。     

客运专线单双线过渡段分岔隧道施工效应三维数值分析

石太客专太行山南梁隧道从一条双线隧道(线间距4.6 m)过渡为两条单线隧道(线间距35 m),它是由大拱段、连拱段和小净距隧道组成,为典型客运专线标准断面分岔隧道工程。为研究此隧道设计与施工方案的合理性,采用FLAC3D快速拉格朗日差分方法分析软件,对此单双线过渡段分岔隧道施工开挖过程进行三维数值模拟计算。通过分析隧道开挖过程中围岩和支护结构的二次应力场、变形场和塑性破坏区的变化特征,总结了分岔隧道围岩和支护的应力、变形和破坏区的分布特征和变化规律。结论有:连拱段中墙上部的岩体要重点支护,特别是中隔墙上部和底部以及上部要加强配筋;左洞开挖关键控制步序是开始的两个进尺,对衔接处影响右洞开挖极限长度为8 m,对衔接处影响左洞开挖极限长度为12 m;隧道两侧边墙位移不对称,右洞位移为施工过程中监测重点。为推荐施工方法的安全性及关键控制施工步骤提供理论依据。     

小直径TBM导洞扩挖法在双线铁路隧道中的应用

介绍小直径TBM导洞扩挖法,并对施工双线铁路隧道TBM选型、导洞位置及施工组织方案进行研究,对铁路双线隧道采用小直径TBM导洞扩挖法比选及设计具有指导意义。     

城市复杂环境下大断面隧道施工技术

介绍了大断面市政隧道在复杂环境下，针对不同隧道围岩地质条件，因地制宜采取三台阶法和“导洞先行、后续扩挖法”，并采用动态监测手段，从而既有效控了制地表构筑物变形，又确保了隧道施工安全、快速顺利地通过浅埋段。     

大直径盾构扩挖地铁车站型式的选择

日益复杂的地铁建设环境使得地铁线路布置困难,施工风险加大,同时对施工方法和车站型式的选择也提出了更为严格的要求。以北京地铁14号线试验段车站建设为背景,对大直径盾构扩挖修建车站的方案设计和型式进行了分析研究和比选。结果表明,采用大直径盾构扩挖地铁单洞双线区间并在盾构隧道基础上小规模扩挖形成车站是解决复杂环境下地铁建设的一种新思路;从总体的工程量和施工难度上相比,单洞双线侧式车站型式比单洞双线岛式车站型式更有优势;与传统车站型式相比较,经济性还需要根据试验段实施情况进一步研究。