超大直径盾构下穿既有铁路群安全性评估研究

以武汉市两湖隧道工程下穿既有武黄城际线、南环线和大花岭疏解线等铁路为背景,对隧道施工中的重大风险源--区间下穿武黄城际铁路等6条铁路线的施工过程进行了三维仿真数值模拟。武汉两湖隧道盾构直径达15.5m,两轨面间的差异沉降不得大于5 mm,对地铁下穿段的施工提出了较高要求。数值模拟的计算结果表明:(1)超大直径盾构下穿铁路路基主要引起的是路基沉降,地层损失率是控制沉降的关键因素。(2)盾构下穿的铁路接触网立柱,沉降及位移明显,以沉降为主,水平向偏移主要表现为向盾构轴线侧倾斜。(3)在隧道开挖面通过路基下方前已发生沉降变形,穿过路基时轨道变形较大,完全穿越路基后轨道沉降几乎不发展。     

盾构隧道与箱涵交叠下穿铁路稳定性控制措施研究

为确保盾构隧道与箱涵掘进过程中围岩的稳定和铁路路基沉降与变形在允许范围之内,采取合适的开挖方案以及相应的加固措施至关重要。为此,依托厦门地铁6号线,借助有限差分软件FLAC3D和现场监测数据,对隧道和箱涵交叠下穿铁路不同施工工况下结构特征位置点、地表变形和铁路路基变形加固措施进行分析,得出以下结论：(1)通过对隧道和箱涵结构特征位置点与地表位移等进行深入研究,得出最优开挖方案为先箱涵开挖、后盾构右线开挖、再左线开挖;(2)围岩和路基在未加固的情况下,箱涵发生主动破坏时,变形发展至地面,加固之后,盾构隧道与箱涵开挖面附近破坏土体慢慢变为只发生在开挖面前方,而不会向上发展;(3)现场监测数据得出地表位移、隧道拱顶和箱涵顶部位移均有随时间逐渐增大的趋势,而隧道净空收敛无太大变化。隧道与箱涵开挖面支护应力监测值都在一个范围内波动,将其和数值结果对比可发现数值与现场实测结果较为吻合。     

软弱地层环境下地铁盾构下穿铁路框架桥影响分析及应对措施

文章以杭州地铁 9 号线一期工程下穿沪杭铁路框架桥为背景,建立盾构下穿施工三维数值模型,分析软弱地层环境下地铁盾构隧道下穿施工对铁路框架桥的影响,提出多种确保铁路安全运营应对措施。施工过程中通过现场监测得出的数值分析表明,盾构隧道下穿施工中铁路框架桥最大沉降量为 6.72 mm;进行洞内注浆加固后,最大沉降量降为 4.76 mm;这说明在软弱地层环境下及时进行洞内注浆对抑制铁路框架桥的沉降变形具有显著效果。监测结果还表明,盾构右线施工对框架桥沉降变形的影响大于左线,且铁路框架桥最大沉降达到 6.9 mm;采取应对措施及时进行洞内二次注浆,可有效控制框架桥的持续沉降变形,使铁路框架桥处于安全可控状态。     

影响繁忙干线框构桥顶进效果的因素分析

研究目的:框构桥作为后建铁路与公路穿越既有线时平改立的主要形式之一,在顶进施工过程中,各施工参数及工程条件会导致既有线轨道及路基的几何形位变化,对既有线上列车的安全运营产生不利影响。本文以既有津山铁路线下框构桥顶进工程为研究对象,采用MIDAS/GTS有限元软件,建立框构桥顶进施工模型,分析影响框构桥顶进效果的影响参数,并与现场监测结果进行对比,探讨施工参数和工程条件对既有线路基沉降、轨道水平及路基水平位移的影响规律。研究结论:(1)开挖进尺对既有路基沉降的影响显著,开挖进尺越大,路基沉降越大;(2)提高注浆强度能有效控制路基沉降,注浆强度每增加10 MPa,路基最大沉降量平均降低约10%;(3)顶进力是引起既有路基水平位移的主要原因,顶进力每增长50 kPa,水平位移增长约30%;(4)框构桥跨径、埋深及填料弹性模量对路基沉降、轨道水平及路基水平位移均有较大影响,且均随跨径的增大及埋深和填料弹性模量的减小而增大;(5)该研究成果可为同类框构桥工程的设计提供借鉴。     

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。     

某地铁深基坑桩撑支护结构施工力学行为分析

研究目的:特殊红砂岩地层严重影响兰州地铁车站深基坑支护施工安全,因此研究特殊红砂岩复杂环境下深基坑施工力学行为迫在眉睫。本文以兰州地铁1号线东方红广场站深基坑桩撑支护结构为工程背景,依据现场监测结果和数值计算模型对比分析了围护结构、周边建筑物及地表沉降的位移变化规律。研究结论:(1)数值模拟结果和现场监测结果对比分析表明,两者的结果相近,变化趋势基本一致,说明运用生死单元法对基坑开挖支护分析的结果可以为深基坑的设计与施工提供有效指导;(2)现场监测桩顶水平位移最大值为10.51 mm,小于30 mm的控制值,这说明咬合桩+钢支撑的支护结构可以有效地控制兰州特殊红砂岩地层基坑位移;(3)随着基坑开挖和支护的持续进行,桩身的前倾型变化曲线逐渐成为"鼓肚"形,最大测斜值为10.56 mm,发生于2/3倍的开挖深度附近;(4)随着基坑的不断开挖,周边建筑物距离车站越远,其竖向沉降位移越小;(5)基坑周边的最大沉降发生于距离基坑边缘1/3倍坑深处;(6)本研究成果可为兰州地区类似特殊地层地铁深基坑的设计与施工提供指导。     

线型工程施工过程的数值模拟及变形分析——以某公路工程路基回填为例

在公路和铁路等线形工程建设中,经常会遇到不良地质地段,为了保证路基的稳定性,往往采取路基回填的办法进行地基处理。路基回填施工会引起侧向位移和竖向沉降,这是施工过程中必须预防和解决的。此文以某高速公路某段路基回填工程为例,针对回填方案,采用FLAC3D数值模拟软件建立数值模型,对施工过程中可能产生的沉降和位移进行模拟计算与分析。根据模拟计算与分析结果,提出处理方案指导施工,加强过程控制,降低施工和安全风险。     

雨水泵站异形深基坑开挖对铁路路基的影响分析

在城市现代化进程中,铁路周边地块不断得到开发和利用,如离铁路较近,构筑物的基坑开挖会对铁路路基产生一定的影响。此文以距铁路较近的北京夕照寺雨水泵站基坑开挖为例,通过模拟,建立有限元模型,利用国际上通用的ABAQUS有限元软件,计算和分析雨水泵站基坑开挖和防护桩施工引起的土体扰动对铁路路基产生的沉降和位移影响。经过计算与分析表明,雨水泵站基坑开挖采用防护桩措施后,施工引起的土体扰动对路基的影响较小,采取的防护桩措施能满足铁路安全运营的要求。     

小净距盾构隧道施工诱发邻近建筑物沉降分析

针对小净距穿越两栋建筑物的地铁盾构隧道施工引起地表沉降和两侧建筑物倾斜的问题，采用数值模拟方法分析盾构隧道施工对邻近建筑物及其桩基础的影响。结果表明：后行线（北线）开挖引起的隧道轴线上方地表沉降略小于先行线（南线），两者叠加形成的沉降槽呈偏W形；开挖面位置一定时，桩顶沉降大于水平位移，桩底沉降与水平位移接近；随着开挖面接近桩，桩顶沉降和桩底水平位移逐渐增大，在开挖面通过2倍洞径后桩底水平位移逐渐趋于稳定，在开挖面通过6倍洞径后桩顶沉降逐渐趋于稳定；随着开挖面接近桩，桩顶及桩底水平位移朝向隧道，桩中部则远离隧道。     

软土地区临近运营高铁路基建筑基坑防护方案研究

高速铁路运营速度快、轨道平顺性要求高;对于临近运营高铁路基的基坑开挖,尤其在软土地区,合理的基坑防护可以有效降低基坑开挖对高速铁路路基的影响,具有重要的现实意义。结合某城市工程实际,研究某高速铁路附近锚桩防护方案基坑开挖对高速铁路路基的影响。分别采用ABAQUD软件进行数值模拟和对各施工阶段进行现场监测,对比分析锚桩防护方案基坑开挖引起的高速铁路的附加沉降量与横向水平位移。结果表明,高速铁路的附加沉降量与横向水平位移符合规范要求,锚桩防护方案切实可行,数值模拟结果与实测数据对应较好,可以较好的反映高速铁路的位移情况。     

管棚支护下框架桥顶进设计和施工

郑州市金水路西延南半幅道路下穿金水路工程采用管棚支护路基、框架桥预制顶进的施工方法,控制路面沉降并顶进框架桥就位是项目成功实施的关键。采用有限元软件对框架桥顶进施工过程中路面的沉降进行模拟计算,分析路面沉降值及其规律。计算表明,顶进施工引起的路面沉降最大值约为13 mm,开挖影响范围约为工作面前方8~10 m,路基内设置吊梁和框架桥周围注浆措施可分别使顶进中路面沉降减少36.5%、7.4%。现场监测路面沉降规律和计算结果基本一致,工程采用的工法保证了项目的成功实施。     

墩台基坑开挖过程中列车动载对路堤的动变形分析

大量新建桥梁桥墩基坑工程位于铁路路基保护范围以内,使得铁路不可避免地受到基坑开挖的影响,既有铁路的列车动载加剧这种不良影响。在基坑开挖过程中,为了确保邻近铁路的安全,以孙渡特大桥上跨丰洛铁路桥墩施工为背景,通过建立三维有限元数值模型,分析在客车和货车不同速度下邻近既有线的基坑开挖过程中路堤的动变形规律:随着基坑不断向下开挖,路基中心处的竖向动位移和水平向动位移均增大,且水平动位移增长率大于竖向动位移增长率。60 km/h客车和40 km/h货车动荷载下路基中心的竖向最大动位移分别为3.32 mm和3.42 mm,其他情况均大于3.5 mm。最后基于铁路路基动变形3.5 mm的控制标准,提出在基坑开挖过程中客车限速60 km/h和货车限速40 km/h的控制措施可行。     

城际铁路先梁后拱法系杆拱桥施工监控技术研究

以某城际铁路1-96 m系杆拱桥施工项目为依托,提出一套经济高效的施工方案.基于系统化的监测技术,实现对该桥施工过程中系梁、拱肋、支架、吊杆等关键结构的应力和变形监测;建立有限元计算模型,对桥梁进行全施工阶段仿真模拟,并将仿真计算理论值与实测值进行对比分析.研究表明,成桥状态下系梁跨中位置累积沉降最大,为5 mm,轴线...     

基坑开挖对邻近高铁路基变形影响的预测方法研究

依托软土地区某典型基坑工程,研究基坑开挖对邻近高铁路基变形影响的预测方法。结合该工程土体修正摩尔–库伦模型参数,建立96个不同工况下的有限元模型。通过对有限元计算结果的分析和拟合,推导能够综合考虑基坑开挖深度、支撑系统刚度和基坑距路基坡脚距离3个因素的高铁路基最大水平位移和最大沉降的简化计算公式,提出受基坑开挖影响的路基水平位移、沉降的预测曲线,并给出相应的预测流程。结果表明:在双对数坐标中,当基坑距路基坡脚距离相同时,路基最大水平位移与开挖深度的比值(δhmax/H)、路基最大沉降与开挖深度的比值(δvmax/H)均与支撑系统刚度ρ基本呈线性关系;可用图10中的折线ABC、图13中的折线DEFG分别预测路基水平位移、路基沉降;简化分析方法能较好地预测软土地区类似依托工程土层条件下受基坑开挖影响的高铁路基变形。     

津滨轻轨高架桥总体设计

全面介绍津滨轻轨工程高架桥的设计情况 ,常规梁跨采用 3 2 5m预应力混凝土连续箱梁 ,节点桥除3 0～ 40m主跨连续梁外尚有异形箱梁、框架墩桥、5 0m简支结合梁及中跨连续刚构桥等 ;同时对津滨轻轨高架桥桥型选定、快速施工、徐变及软基沉降控制、框架墩、结合梁、刚构桥的设计难点进行了重点研究介绍和总结     

连续刚构桥与连续梁桥线形监控影响因素对比分析

为对比研究连续刚构桥和连续梁桥施工监控中的主要影响因素,对相同梁部结构的连续刚构体系和连续梁体系进行有限元建模,分析设计参数、预应力张拉阶段及合龙工序对梁体累计位移的影响,将梁体累计位移和合龙口两端的累计位移差作为线形监控难度的控制标准,对各种影响因素进行综合分析和评价。研究发现,相对于连续梁桥,预应力效应和合龙工序对连续刚构桥的影响较小。根据分析结果,指出预应力张拉时的结构体系对连续梁体系桥梁的累计位移影响较大,进一步分析了影响原因并提出较合理的合龙工序。     

地铁盾构隧道下穿施工对简支梁桥安全性影响分析

由于土体挖除、管片和二衬的设置,盾构施工过程中周围地层土体的初始状态会受到影响,导致上部结构产生不均匀沉降及横向位移,影响桥梁运营。结合盾构下穿既有线工程,采用Midas/GTS软件对盾构下穿结构进行建模计算,分析施工引起的桥墩和桥台的沉降特征。结果表明:地铁盾构掘进过程中右桥洞东2号-北侧桥墩(第32步开挖)沉降最大,为6.8 mm;相邻墩台的最大沉降差产生在右线开挖过程中西0-西1、西1-西2、西2-东2墩台(第32步开挖)开挖结束时,为2 mm。在此基础上提出下穿施工时维持桥梁稳定应满足的技术指标:墩台均匀总沉降量小于25 mm,相邻墩台的纵向沉降差小于2 mm,同一墩台的横向沉降差小于3 mm,墩台的水平位移小于3 mm。     

基坑开挖对运营高铁路基变形影响因素分析

以软土地区某邻近运营高铁路基的基坑工程为例,采用数值分析方法,建立包含基坑及高铁路基在内的三维分析模型,研究降水方案、坑底加固、围护结构插入比以及基坑距路基坡脚距离这4个因素对高铁路基变形的影响。结果表明:与一次性降水相比,分层降水所造成的路基最大沉降和水平位移分别减小3.8%和5.2%;坑底加固对路基沉降的影响较小,但对路基水平位移影响相对较大;围护结构插入比存在一个最佳值,超过该值后继续增加插入比对减小路基变形作用不大;路基最大变形的峰值点出现在基坑距路基坡脚距离为10~15 m处。研究成果可为基坑支护设计和施工及邻近高铁的运营提供参考。     

大断面黄土隧道双侧壁导坑法施工诱发地表沉降及隧道变形规律研究

以西安地铁3号线某区间双侧壁导坑法隧道工程为依托,采用FLAC3D模拟与现场实测相结合的方式,研究双侧壁导坑法施工引起的地表及隧道变形规律。研究结果表明:地表横向沉降曲线关于隧道中轴线对称分布,影响范围左右各30 m,可见,上导洞的开挖是造成地表沉降的主要原因;采用超前小导管注浆加固土体,有效控制了拱顶下沉;隧道开挖后两帮收敛值迅速增大,开挖面超前监测断面20m时收敛趋于稳定;模拟结果与实测数据吻合较好,说明FLAC3D数值模拟软件能有效预测地层变形。     

深厚软土地基上跨浅埋地铁桩板结构施工技术研究

桩板结构具有强度高、刚度大、稳定性好、沉降小等特点。沪杭客运专线DK5+344.8～DK5+374.8段为上跨浅埋地铁深厚软土路基,采用桩板结构处理此段特殊路基。对施工难点进行分析,深入研究桩板结构路基的施工技术,包括施工控制要点、施工工艺和施工流程等。采用全套管钻孔桩施工工艺,对桩板结构钻孔桩桩底进行注浆加固,基坑开挖与混凝土浇筑施工按分部、分段进行,同时采用硬化施工场地等措施。工程实践表明,桩板结构新技术、新工艺的应用,满足了深厚软土地基沉降控制要求。