地铁施工周边环境安全保护方案探讨

地铁工程的施工,会对邻近建(构)筑物的安全产生不同程度的危害。通过在建工程实例,介绍了隔断法和注浆加固法在隧道穿越建(构)筑物基础时的应用及施工技术措施,并总结其适用条件,希望对类似工程的设计和施工提供一定的借鉴作用。     

上软下硬地层中隧道施工对建筑物的沉降影响及预防措施研究

地铁交通建设在城市建设中占有重要地位,而地铁隧道不免要下穿城市已有建(构)筑物,此时如何控制上层建(构)筑物沉降便成了施工中需解决的首要问题。青岛地铁万年泉路站—李村站之间的隧道下穿多座沿街建筑,且隧道拱部以上为砂土体,含水丰富,下部为中风化岩体,处于上软下硬的特殊地层。以此为工程背景,模拟分析隧道开挖对地表建筑物沉降产生的不利影响,并结合现场地质环境及施工条件提出WSS超前注浆加固地层法,对其施工工序进行数值模拟。最终对比现场位移监测数据,证明该注浆法加固减沉的有效性,可为解决类似工程问题提供参考。     

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。     

基坑及群桩基础施工对邻近地铁盾构区间的影响

随着城市建设步伐的加快,越来越多的建(构)筑物施工会对已建成的地铁结构造成影响,为了研究新建明挖基坑及群桩基础对邻近既有地铁区间的影响,依托长沙市黎托生态公园基坑项目,利用有限元计算软件建立基坑与相邻地铁2、4号线的三维数值模型,模拟公园基坑开挖及桩基施作至公园运营阶段桩基承载的全过程,得到公园基坑及群桩基础施工对既有地铁区间隧道的影响。此外,针对施工过程中可能出现因地层变化引起的桩长调整,对不同长度桩基础对地铁区间隧道的影响进行趋势分析。研究结果表明,基坑及桩基础施工过程对地铁区间的影响可控,当桩底超过区间结构顶部时,桩长改变对地铁区间的影响变化不大。     

盾构隧道下穿既有城市铁路施工技术

由于地铁施工将下穿大量的路面、建筑、桥梁和管线等建(构)筑物,又因为地铁与地下工程建设的特点和水文地质等多方面不确定性因素的影响,使得地铁与地下工程的建设不可避免地存在许多工程建设风险。为减少对已有城市建筑物、构筑物的干扰,保护已有建(构)筑物的安全,降低工程建设风险是迫在解决的重要课题。重点研究地铁盾构区间下穿既有城市铁路车站在施工期间可能导致的各种潜在风险因素,对盾构法隧道下穿既有城市铁路施工风险及地面沉降控制技术进行分析,并在此基础上总结类似工程的共同规律。     

地铁区间隧道穿越建(构)筑物的工程管理控制

本文结合深圳地铁5号线区间隧道穿越建(构)筑物的工程实际,对区间隧道穿越各类建(构)筑物的管理措施和标准进行了分析和探讨,这些措施在建设管理和施工实践中得到了很好的验证,保证了施工安全。     

含水地层盾构隧道开挖面稳定系数研究

研究目的:鉴于我国盾构施工过程中常穿越含水单一(或复合)地层及城市敏感建(构)筑物过程中出现的地面塌陷、建(构)筑物失稳等问题,以成都轨道交通18号线某盾构隧道区间为工程背景,开展含水地层大直径盾构隧道施工组段的开挖面稳定系数研究,以期为优化盾构掘进参数提供参考,避免坍塌发生.研究结论:(1)在对现有盾构开挖面稳定系数...     

北京地铁建设建(构)筑物调查与成果分析

建(构)筑物调查是地铁建设过程中的一个重要环节,可以详细地了解线路周边的环境条件,为地铁结构设计提供依据,为建(构)筑物的保护和地铁建设风险管理提供基础资料。结合多条北京地铁线路的建(构)筑物调查实践经验,介绍了地铁建设工程勘察中建(构)筑物调查工作的实施方案,探讨了如何对调查成果进行分析,并就如何编写调查报告的结论和建议进行了总结,以供类似工程参考。     

双线盾构隧道下穿既有建筑物诱发地表变形规律分析

盾构下穿建(构)筑物施工不可避免对地层及上层建筑产生影响,而双线隧道穿越同一建筑物同时存在着二次扰动,且同时由于建筑物与地层之间的作用,诱发的地表变形影响更为复杂。以南京地铁三号线常府街~夫子庙区间双线隧道下穿刘公巷7号楼具体工况为例,结合经验公式和数值模拟进行对比分析,研究存在建筑物情况下的地表变形规律。研究结果表明:建筑物的存在使得地表沉降曲线呈非对称形式,且存在建筑物范围内沉降曲线相对平缓,而PECK预测地表沉降槽为对称曲线,且相对数值模拟结果偏大,表明地面建筑物对地层变形具有直接的约束作用;采用peck公式预测存在地面建筑物的地表沉降时,应根据现场实测数据反算确定经验参数,从而考虑建筑物刚度的影响。     

地铁盾构隧道下穿既有高铁桥数值模拟及实测施工影响分析

为研究地铁盾构隧道下穿既有高铁桥引起的地面建(构)筑物沉降机理及施工方案的合理性，以广州地铁18号线下穿广深港高铁桥为例，采用三维有限元分析软件MIDAS-GTS对盾构隧道开挖的全过程进行数值模拟，研究由地铁盾构隧道下穿高铁桥造成的地面沉降及桥桩变形影响。同时，将桥墩墩顶位移及地铁隧道结构变形的现场监测数据和数值模拟结果进行对比分析，研究了造成二者差异的主要因素。研究结果表明：场地工程地质条件良好且围岩自支撑能力强，采用盾构法直接下穿沙湾水道特大桥，在采用隔离桩加固措施后，桥桩沉降及其水平变形均在可控范围内；盾构施工对桥梁桩基的附加内力较小，既有桥梁的结构刚度能满足其抵抗变形的要求；区间地铁与桥梁桩基净距较大，同时地层情况以中风化粉砂质泥岩为主，当采用隔离桩加固措施后，区间地铁开挖对桥梁影响较小；桥墩最大实测沉降是其数值计算结果的1.15倍，监测结果与数值模拟结果保持了较好的一致性。     

地表注浆对隧道邻近建筑物变形控制规律分析

为了分析地表注浆对隧道邻近建筑物变形控制规律,采用有限元数值模拟方法,从不同层高、与隧道中心线成不同角度、离隧道不同距离等3方面探讨地表注浆加固对建筑物的变形控制规律。研究结果表明：注浆加固对距离隧道中线1～1．5倍开挖跨度范围内地表的沉降控制起到了显著的作用。建筑物与隧道间距离是影响地表注浆加固控制建筑物变形效果的主要因素。建筑物层高越高,距离隧道越远,注浆对周围建筑物作用效果越不明显;随着建筑物与隧道所成角度的增大,作用效果反而越明显。     

双线地铁隧道盾构施工对地层与建筑结构影响研究

地铁隧道施工会对周围地层产生扰动,引起周围地层应力的释放和调整,从而导致相邻建筑物的不均匀沉降和倾斜,严重时甚至出现失稳和坍塌,造成重大损失.文章以杭州地铁3号线隧道穿越某新建中学的盾构施工为研究对象,利用有限元软件MIDAS GTS/NX,建立考虑隧道-土-锚杆-桩-建筑物相互作用的三维有限元模型,并通过三维数值模拟...     

浅埋暗挖小净距隧道应力集中现象分析

研究目的:小净距隧道暗挖施工中,由于邻近导洞之间土柱应力集中,影响其安全状态和邻近后行隧道的施工,并影响到先行隧道的安全,严重的还可能造成周边建筑物、地中管线等设施的破坏。因此,对浅埋暗挖小净距隧道应力集中现象进行分析,对保证施工安全十分重要。研究结论:本文结合宣武门车站小净距群洞暗挖施工,通过实测数据分析应力集中现象,量化了群洞施工时中间土柱的应力应变效应,分析了土柱沉降规律、土压力变化特征,监测结果显示:(1)相邻导洞中土柱体中间部位沉降值最大,达到-14.8 mm,是其他区域的1.1～2倍,土柱体的沉降与土压力的关系和理论分析吻合,表明该部位产生明显的应力集中;(2)后行隧道对先行隧道产生微小的拉力作用。同时,按照开挖面与监测点的距离,对土柱沉降规律和土压力变化规律进行阶段划分,为采取措施降低应力集中现象提供依据。     

3洞小净距隧道围岩压力计算方法

针对3洞小净距隧道围岩压力计算问题,基于普氏平衡拱理论,将围岩压力看作单洞隧道的基本压力与相邻隧道开挖引起的附加压力之和,提出适用于3洞小净距隧道的围岩压力计算方法;根据该计算方法研究不同岩柱厚度、开挖跨度和开挖高度对围岩压力的影响规律,并将该计算方法应用于确定八达岭长城站3洞小净距隧道围岩压力。结果表明:随着岩柱厚度的增加,围岩压力不断减小,当岩柱厚度达到某一值时,围岩压力与单洞隧道相同;岩柱厚度、边洞跨度和中洞高度变化影响整体围岩压力,中洞跨度和边洞高度仅影响各自单洞围岩压力;3洞小净距隧道的最优开挖顺序为"先边洞、后中洞",中洞围岩压力大于边洞,应力值最大点为中洞顶部。施工中应注意中洞围岩稳定,采取有效的措施对岩柱区域进行加固。     

新建隧道施工对临近既有隧道结构安全性影响分析

新建隧道与既有隧道间距较近时,新建隧道的开挖导致围岩应力发生重分布,对既有隧道的结构产生影响,为此针对包西铁路通道新宝塔山隧道出口端,用有限元方法进行了数值模拟分析,并进行施工监控量测,对计算结果和监控量测结果进行分析,结果表明:新建隧道开挖将引起围岩应力重分布,使既有隧道衬砌结构的安全系数有所降低,其降低程度与两隧道间距有关,间距越小其影响程度越大。新建隧道的开挖对既有隧道临近开挖一侧的衬砌结构影响最大。     

城市区间隧道穿越河流及桥基的位移分析

地表沉降是地铁施工过程中最大的环境问题,当地层变形超过一定范围时,会严重危及邻近建筑物基础、邻近建筑物和地下管网的安全,引起一系列岩土环境问题.本文针对隧道穿越河流及桥基,对隧道自身的稳定性进行分析,并对穿越所造成的桥梁基础变形和位移的影响进行分析.     

强震区成兰铁路某隧道小净距段大变形特性分析

针对处于"汶川5.12"强震区龙门山断裂带之前山活动断裂及中央活动断裂之间的在建成兰铁路柿子园隧道4号横洞工区隧道小净距D3K87+500~+350段大变形破坏现象,在现场调绘、岩石试验、地应力测试及监控量测数据等资料分析的基础上,从地质构造、围岩条件、地震作用、地应力场、地下水及工程结构形式和施工影响等方面对隧道小净距段的大变形特性进行分析,并探讨其成因机制。主要结论有:(1)小净距段呈现仰拱左右剪切错动、边墙侵陷、拱顶沉降为特征的纵向张裂变形特性;(2)大变形成因机制可归纳为软弱破碎的围岩条件、复杂活跃的地质构造条件、高应力场条件、地形偏压作用、地下水软化作用等客观地质环境因素及小净距隧道结构形式、施工影响及较弱的支护措施等主观因素的综合影响;(3)小净距结构形式的设置位置应综合考虑地层岩性、地质构造、地应力场及地震震裂作用等客观地质环境因素的影响;(4)研究结论对强震区类似工程地质条件下川藏、滇藏铁路破碎围岩隧道的设计和施工具有借鉴意义。     

硬-软互层层厚构造影响隧道围岩开挖损伤研究

研究目的:在实际地质环境中,隧道开挖所表现出来的各种变形破坏都是各种因素综合影响的产物。但顺层构造由于其分层特性和结构形式的特点决定了在这样的地质环境中开挖隧道,其围岩受力之后的变形和破坏具有一定的特殊性。本文以拟建某高铁宝云隧道为例,就硬-软互层顺层构造作用下隧道围岩开挖损伤变形开展数值模拟分析评价,主要研究不同岩层厚度影响下的隧道围岩变形、围岩屈服渐进性及稳定性,并给出强度折减至极限状态时硬-软互层组合隧道的变形破坏模式。研究结论:(1)薄层弯曲变形是不同岩层厚度构造作用下硬-软互层顺层隧道开挖的主要变形形式,厚层围岩虽体现出了较明显的滑移,但变形量值较小,隧道支护设计时应考虑岩层厚度控制的该变形特点;(2)硬软互层组合屈服区主要沿顺层面向软岩展布,层厚越小,屈服范围越大,以0.2 m层厚顺层向屈服区为典型,层厚超过0.4 m后,拱腰顺层面屈服区迅速减小,且随厚度增大,两个方向屈服区不断减小;(3)强度折减条件下,层厚超过1.5 m后,稳定安全系数趋于定值,围岩强度主要受软岩自身控制,受硬-软组合结构影响程度降低;(4)岩层厚度较小时,隧道围岩变形模式以岩层弯曲为主,随岩层厚度的不断增大,变形模式逐渐转变为顺层滑移为主、滑移与弯曲并存;(5)本研究成果对促进该高铁的顺利建设具有理论意义和工程价值。     

复杂环境条件下富水卵石地层暗挖地铁车站建造方案研究

北京地铁16号线红莲南里车站为地下双层三跨车站,该站初步设计采用8导洞PBA工法施工。车站邻近城市河道布置,车站周边建筑物和地下管线密集,车站穿越地层为富水卵石地层。在充分考虑车站部位地质条件及环境条件的基础上,分析了初步设计方案的弊端,为有效控制地面沉降及车站施工对周围环境的影响,提出了优化的单层4导洞PBA工法,并详细讨论了该方案的优势。采用有限元数值模拟方法,对原设计方案和优化方案进行施工力学机理分析。计算结果表明:无论是从围岩塑性区分布、车站结构受力还是地层变形来看,4导洞方案均优于8导洞方案。施工实践表明:所提出的车站施工优化方案是可行的。     

温州雁荡山地区铁路隧道施工地质问题探讨

塌方、掉块、围岩整体失稳等是隧道施工中要解决的主要难点问题。浙江雁荡山地区的铁路客运专线和货运专线两个项目分布有28 km双线隧道、6.4 km单线隧道。各隧道所穿越的山体地形、岩石地层等存在一定差异,围岩稳定性、施工工况具有丰富性和多样性。雁荡山地区工程地质条件较好,但在隧道进出口、浅埋地段,特别是风化层深厚地段,隧道施工易发生拱顶塌方冒顶;加之围岩压力过大、隧底软化,地基承载力不足,易导致围岩整体变形下沉。本文结合雁荡山地区火山运动及成岩背景,分析了该地区岩体结构、隧道工程地质条件,并结合隧道施工中出现的问题提出改进隧道设计、施工、现场管理的建议,可为本地区以后隧道工程的勘察、设计及施工提供参考。