平行小净距黄土隧道施工力学分析

为同时满足双线正常行车和右线停车线扩大断面的工程功能需要,西安轨道交通工程一号线枣园北路站-汉城路站一区段成为非等大断面盾构法与新奥法小净距黄土地铁隧道。针对断面不等、盾构法与新奥法组合施工方案、小净距黄土地铁隧道的特点,进行了左线小断面盾构法与右线大断面双侧壁导坑法或CRD法双线依次先后贯通共4种施工方案的数值模拟与比选分析。计算结果表明:与先贯通小洞后开挖大洞方案相比较,采用先双侧壁导坑法贯通大断面隧道后采用盾构法掘进小断面隧道的施工方案对围岩扰动较小,能够更有利于减小拱顶下沉,控制地表变形和中间土体应力。结合西安地铁隧道工程实践开展的数值模拟分析研究,可为今后在黄土地区修建地铁隧道提供宝贵的工程实践经验。     

大断面黄土隧道基底加固与长期稳定性分析

结合兰州周边典型大断面湿陷性黄土隧道的建设,通过室内物理力学试验、微观结构测试和数值模拟等方法,系统研究了兰州地区黄土隧道的病害机理、基底加固措施及长期蠕变规律。结果表明,黄土湿陷变形的力学特性是导致隧道结构典型病害的主因,在黄土增湿及结构劣化作用下,不均匀沉降导致大断面黄土隧道墙脚下沉、仰拱及填充层中部隆起变形并断裂。据此,提出采用旋喷桩基底加固工程措施,以控制地基土变形,确保结构安全,通过室内蠕变试验和数值分析,发现二衬施作后230 d左右,蠕变变形趋于稳定,蠕变5年后,应力场分布基本稳定,在30年蠕变期内,衬砌各项应力指标满足隧道长期运营安全要求。     

地铁盾构隧道弯矩和变形控制值研究

为评估紧邻基坑施工对地铁盾构隧道结构安全和运营安全的影响,需确定盾构隧道结构的弯矩和变形控制值。以广州地铁一号线黄沙车站地铁上盖基坑工程为背景,首先,根据盾构管片尺寸、配筋和接头螺栓情况,计算盾构隧道管片的弯矩控制值,评估依托工程盾构隧道结构的应力水平;其次,通过等效轴向刚度模型理论和简易接缝张开量计算方法,分析盾构隧道纵向变形曲率与管片环缝接头张开量的关系;然后,结合地铁盾构隧道保护经验和管片环模型试验结果,提出盾构隧道变形的控制值;最后,通过依托工程地铁盾构隧道结构的三维变形实测数据分析,评估目前盾构隧道结构的安全现状,并对隧道变形的监测工作提出建议。研究成果可为今后类似工程地铁盾构隧道的安全保护提供指导。     

TBM过站监控量测方案

采用隧道掘进机(以下简称TBM)是目前城市轨道交通隧道开挖施工的主要方法之一,考虑到TBM自身荷载大,可能对隧道及地铁车站结构造成变形,影响结构稳定性。以重庆轨道交通6号线一期大龙山及冉家坝车站监测实践为例,研究TBM过站的隧道及车站结构变形特征和主要影响因素,提出TBM过站监测方面的见解,从而降低TBM过站安全风险,确保结构安全稳定,为类似工程的变形监测提供一定的参考和借鉴。     

大直径盾构双线隧道下穿高铁车站的受力变形研究

针对广州地铁十八号线大直径盾构双线隧道近距离下穿佛莞城际番禺大道站,建立三维地层-结构有限元模型,研究了车站结构和盾构隧道的受力和变形特征,并结合现场监测数据进行对比。研究结果表明:车站结构及隧道变形计算结果均小于规范限值,车站地连墙、底板弯矩增量稳定;实测车站结构沉降和水平位移最大值均发生在盾构双线施工完成,并与有限元计算结果接近;双线盾构的掘进对车站侧墙、抗拔桩和隧道水平位移的影响主要发生在左线掘进过程中;车站结构的内力和变形的变化趋势与盾构施工密切相关,右线、左线盾构依次掘进对车站底板沉降影响具有叠加效应。研究结果可为大直径盾构近距离下穿建筑物受力变形影响分析提供参考。     

地铁车站结构施工对上部密贴公路隧道结构变形影响的数值分析

北京地铁15号线奥林匹克公园站线路走向与既有大屯路隧道走向基本相同,车站主体结构位于大屯路隧道正下方,顶板与大屯路隧道底板密贴。为了解地铁车站结构施工对大屯路隧道的影响,采用数值方法,计算分析了地铁车站结构与大屯路隧道横向相对位置和车站结构施工期间土体注浆范围对大屯路隧道附加变形(沉降)的控制作用,结果表明横向相对位置不同与注浆区域不同对大屯路隧道变形均有明显影响。     

秦家河隧道湿陷性黄土地基处理技术

分析了湿陷性黄土特性及其对隧道工程的影响。根据湿陷性黄土隧道工程特点,结合工程实例,阐述了湿陷性黄土隧道基底处理措施。     

新建矿山法隧道近距离下穿既有车站的结构设计及监测分析

为确保新建矿山法隧道下穿成都地铁既有1 号线孵化园车站结构的安全并控制既有车站的变形,采用有限元数值模拟分析的方法对不同衬砌形式的结构受力进行分析,计算得到的隧道内力及变形均能满足设计要求。由现场监测数据分析表明: 1)新建隧道拱顶沉降累计变化量稳定在-1. 5~-5. 0 mm,净空收敛累计变化量稳定在-5. 3~-9. 1 mm,既有地铁1 号线孵化园车站结构累计变化量稳定在+0. 71~+0. 94 mm,远小于控制值,工程设计安全可行; 2)在施工环境复杂且既有车站沉降控制变形要求高的情况下,说明了采用CRD 工法施工的正确性以及在站台层段为截桩单独设计二次衬砌的必要性。     

市政下穿隧道与地铁车站合建设计

按照规划,成都市一环路某下穿隧道与地铁车站位于同一路由。简要介绍下穿隧道的地理位置、主要技术标准,以及隧道的平面、纵横断面、结构类型等。重点介绍下穿隧道与地铁车站的位置关系、结构处理方式、设计施工要点等。为了解决2个工程分期建设造成工程浪费、施工风险大和多次影响道路交通,以及先期工程未给后续工程预留施工条件,导致后续工程无法实施等问题,经过方案比选,采用了隧道和车站空间"上下重叠",隧道底板与车站顶板"共板",隧道侧墙与车站侧墙"上下对齐",2个工程同步设计、同步施工的合建方法,得出隧道与车站合建的设计施工方法是可行的,以期为今后类似工程设计提供借鉴及参考。     

共用地下连续墙深基坑影响下地铁车站与隧道节点变形分析

为了分析深基坑与地铁车站共用地下连续墙影响下车站和隧道连接节点的变形特性,保护地铁线路运营的整体安全,通过现场测试和数值模拟展开研究。根据上海地区深基坑与地铁车站共用地下连续墙工程实例的现场测试数据,分析了开挖施工过程中车站与地铁盾构隧道的竖向位移分布特征,并采用三维数值模型研究了共用地下连续墙深基坑开挖深度、相对位置对车站与隧道节点变形的影响,探讨了车站与隧道节点的曲率半径、相对弯曲的发展变化规律,并判断其安全状态。测试结果与数值分析均表明,车站与隧道节点变形比隧道最大沉降处更加不利;节点的曲率半径随基坑开挖深度的增加而减小,相对弯曲随基坑开挖深度的增加而增加;基坑与车站完全共用地下连续墙或远离隧道时,节点处的曲率半径相对较大。     

深圳地铁隧道邻接问题施工力学行为研究

针对深圳地铁2号线新建隧道邻接既有地铁隧道工程,利用FLAC3D软件进行有限元数值模拟施工力学行为研究,探讨了施工过程地层应力的变化幅度及影响范围、结构内力及结构安全性,提出了确保新建隧道施工和既有隧道运营安全的措施和建议,为隧道交叉段监控量测系统的设计、施工方案的优化及安全控制提供依据。     

西安地铁侧坡出入段线上跨既有隧道施工影响分析

地铁近接施工安全影响是轨道交通建设所面临的重要问题,相关研究与分析对于现场施工及既有结构安全具有重要意义。以西安地铁6号线侧坡出入段线明挖上跨既有区间隧道为背景,通过对出入段线分块、分层开挖以及结构回填过程的数值模拟,得出明挖施工卸载再加载过程对下卧隧道的影响程度。计算表明,周边地层受明挖施工卸载再加载效应影响较为明显,总体变形表现为隆起抬升,最大隆起量出现在基坑底部,约为48.15 mm;下卧隧道受出入段线施工影响的最大隆起量为10.86 mm,结构差异变形量为0.008 9%,出现在右线隧道被上跨部分底部;隧道管片最大拉应力为2.13 MPa,最大压应力为4.92 MPa。隧道变形量满足结构安全要求,隧道结构应力远小于其设计强度,出入段线施工对下卧隧道影响较小。     

地震荷载作用下黄土区地铁隧道动力特性研究

采用数值分析方法模拟典型的地震波作用下,黄土地区地铁隧道的动力反应,分析其加速度、动应力及动应变等随时间的变化特征。所得结论显示在典型的EL Centro地震波及不同超越概率的西安人工波的作用下,地铁隧道的加速度时程曲线与其激发的地震波加速度时程曲线线形一致且在反应期初的加速度较大;在大震作用下地下结构周围土体的变形会对结构的变形产生一定的影响;应力分析的结果表示剪切应力对结构的设计起到了一定的控制作用。     

大面积深基坑施工对运营地铁结构影响分析

以武汉金地中核凤凰商业城项目的大面积深基坑施工近邻运营的武汉轨道交通蔡甸线地铁车站和区间隧道为背景,对其过程进行数值模拟分析,研究了深基坑开挖施工对运营的地铁车站和区间隧道结构可能产生的影响,并提出施工保护和控制措施建议,确保地铁车站及区间隧道的近接运营安全。研究结果表明:模拟计算结果与实际施工监测的沉降趋势较为吻合;在现有保护控制措施下,大面积深基坑施工对地铁车站及区间结构的变形影响较小,车站和区间结构安全整体可控。     

意外沉船对海太过江公路隧道的影响分析

为定量评价意外沉船工况下水下大直径盾构隧道结构的力学响应，以海太过江通道公路隧道为依托工程，建立了三维精细化的隧道开挖与沉船影响仿真模型，研究了极限冲刷条件下不同沉船位置参数对管片结构纵向、横向受力和变形性能的影响规律。分析表明。(1)沉船轴线与隧道轴线正交且关于隧道中线对称时，隧道纵向受力性能最不利；斜交沉船工况下，隧道的横向受力性能相对更不利，但与正交对称沉船工况数值较接近。(2)在极限冲刷条件下沉船后，海太过江隧道纵向最不利受力变形参数为：最小曲率半径为25 994 m,最大环缝张开0.91 mm,最大竖向错台2.33 mm,最大纵向螺栓轴力为234.1 MPa。最不利沉船工况下，隧道结构纵向受力变形满足要求。(3)在极限冲刷条件下沉船后，海太过江隧道横向最不利受力变形参数为：最大径向收敛变形为30.12 mm,最大纵缝张开0.99 mm,最大管片压应力19.06 MPa,最大钢筋应力35.10 MPa,最大环向螺栓应力为241.6 MPa;最不利沉船工况下，隧道结构横向受力变形满足要求。研究成果可用于指导海太过江通道公路隧道结构参数的设计。     

地裂缝段地铁区间隧道设计方案研究及设防措施

西安地铁建设中遇到的最大的地质灾害挑战就是地裂缝和地面沉降的问题,尤其是地裂缝地质灾害对地铁建设构成严重的威胁。区间隧道变形和地面沉降控制对于地铁工程而言至关重要,而西安地裂缝异于其它城市地质条件,是西安地区地铁隧道变形以及地面沉降的主要因素。文章针对西安地铁穿越地裂缝的工程特点,为了做好地铁穿越地裂缝带的结构设计,采用MIDAS-GTS软件对区间隧道穿越地裂缝进行了数值模拟分析,制定了跨地裂缝隧道结构处理方案和防水处理方案。结论对类似工程具有一定的借鉴意义。     

市政隧道基坑开挖对既有下卧地铁盾构隧道影响分析

以西安南门外综合改造工程环城南路市政隧道上跨既有地铁2号线盾构隧道为依托,根据拟定的设计方案,采用FLAC3D有限差分程序对市政隧道基坑开挖对下卧地铁盾构隧道的影响进行数值分析,并对隧道抗浮进行验算。计算分析结果表明:采用跳槽、分段、分层、对称开挖并结合"板凳桩"加固区间隧道的设计方案能有效控制基底土体的隆起和隧道的变形,盾构隧道变形值和抗浮满足相关保护标准和规范的要求,基坑开挖不会影响地铁2号线的正常安全运营。同时,在施工过程中对区间隧道进行了自动化实时监测,监测结果验证了设计方案的合理性和可行性。设计方案对类似工程的设计和施工具有一定的借鉴和指导意义。     

西安地铁左右线交叠转换盾构施工变形规律研究

交叠隧道在施工过程中对周围地层存在反复扰动,针对其力学行为和变形规律的研究十分有必要。以西安地铁临潼线左右线交叉叠落盾构隧道施工为背景,研究线路左右线隧道空间交叉转换施工下周围地层的变形规律及后施工隧道(左线)对已完成隧道(右线)的扰动情况。研究表明:隧道施工完成后,地表沉降槽整体呈条带状且沿区间走向分布;地表沉降随隧道垂直交叠程度的增加而增加,地表沉降最大值为9.79 mm,位于左右线完全垂直交叠位置处;左线隧道对先施工完成的右线隧道的影响主要表现为侧向推挤和增大地层附加应力的作用,但在垂直交叠位置扰动影响较小;施工扰动引起右线隧道最大水平位移为1.75 mm,最大沉降为1.97 mm。     

盾构隧道下穿国铁站区工程安全性分析

以天津地铁3号线盾构隧道下穿国铁天津站工程为依托,采用荷载-结构模型,验算盾构隧道受力及校核管片配筋及采用地层-结构模型三维数值模拟盾构穿越天津站南北广场联络通道、雨棚基础的地层及结构变形,分析预测盾构隧道施工对既有铁路设施的影响,评估工程安全性,并对施工中采用的工程措施及对策提出建议,保证了既有铁路运营及结构安全。     

轨道顶面南湖路道路路基建设方案研究

随着城市化的进程的不断推进,地铁隧道和城市道路的覆盖面都越来越广,相互间的线路错综复杂。地铁隧道上方的道路实施对地铁运营安全影响问题突显,由于道路路基开挖及填高路堤等原因,常对地铁隧道结构造成附加应力影响。以苏州市地铁4号线上方南湖路的实施为依托,根据轨道公司的要求,针对性地提出相关建设建议和措施,以期为类似工程提供有益参考。