北京地铁6号线朝阳门站导洞暗挖施工数值模拟研究

采用数值仿真的方法,对北京地铁6号线朝阳门站导洞暗挖施工的群洞效应及其对周围环境的影响进行了模拟分析。根据拟定的施工方案,从地表竖向变形、管线竖向变形、地层沉降竖向分布等方面,分析了先施工上导洞方案与先施工下导洞方案的优劣。研究结果表明采用先施工上导洞方案更为合理,并根据研究结果对采用先施工上导洞方案时相关要求和注意事项给出了具体的建议。     

基坑分块开挖对下卧盾构隧道的变形影响分析

为研究分块开挖基坑对下卧盾构隧道保护的有效性,以深圳市双界河路段某基坑工程为例,建立三维有限元模型,对比下卧盾构隧道竖向位移计算值与实测数据,在此基础上分析不同分块开挖方式对下卧隧道附加弯矩、内径变形的影响,并进一步研究分块开挖与坑底土体加固共同作用下隧道的变形规律。结果表明:在分块数量相同的情况下,横向分块的开挖效果要好于纵向分块开挖,且横向分块数量越多,对隧道竖向位移控制效果越好;隧道最大附加弯矩在拱顶处,隧道整体呈拱顶、拱底处伸长,拱腰处压缩的变形趋势;坑底加固土体可有效控制隧道竖向位移,在隧道变形控制较为严格的工程中,建议在开挖前对坑底土体进行加固。     

左右线分岔四洞隧道施工力学特性三维分析

分岔隧道在地下工程中应用越来越多,然而对于分岔多洞(四洞)的影响研究很少。因此,为了揭示左右线分岔四洞隧道(左匝道隧道、左主线隧道、右匝道隧道、右主线隧道)依次施工的相互影响规律,依托某隧道工程,建立左右线分岔隧道三维模型,分析施工过程中拱顶沉降、地表沉降、围岩应力、支护结构位移与应力等变化规律。重点研究了过渡段的空间变形受力特性,如过渡段位移、过渡段最大主应力与最小主应力、过渡段端头墙的位移、应力的空间分布规律,并提出相应设计与施工建议。研究结果表明：地表沉降由小净距段至大跨段逐渐增大;后行开挖左线隧道使先行右线隧道拱顶竖向位移增大;开挖对分岔大跨段的纵向位移影响最大;隧道上方围岩竖向位移由进口端至出口端逐渐增大,且左右线隧道相互影响逐渐变大;后行左线隧道的开挖,使先行右线隧道周边围岩主应力变大。过渡段支护结构主要受压,中间支撑位置存在应力集中,拉应力出现在拱顶、拱肩及仰拱部位;过渡段支护结构在水平位移上向匝道方向倾斜;在纵向位移上,向大跨段方向倾斜;在竖向位移上,上部向下变形,下部向上变形。因此,在设计施工时需要注意,在必要时进行不对称支护,施工过程中要加强支护,变形过大时注意加强...     

考虑蠕变的邻近地铁隧道深基坑开挖工序优化

研究目的:针对现有软土地层邻近地铁深基坑开挖工序研究没有考虑软土的流变特性且缺乏系统性的情况,以深圳地铁11号线前海湾车站为工程背景,通过考虑淤泥地层的蠕变特性,模拟研究基坑不同横向、纵向分块和竖向分层开挖对基坑和邻近地铁隧道的变形影响,以期为前海湾站基坑的开挖工序选择提供理论依据。研究结论:(1)当基坑水平向只横向分块时,应先开挖远离隧道一侧的基坑土体;(2)基坑竖向分层开挖、只纵向或横向分块开挖时,桩最大水平位移与分块数呈指数关系;水平方向不分块时,竖向分层开挖厚度控制在1.5~2 m之间可使基坑靠近隧道一侧桩体最终变形值减小9%;(3)在分块数相同且不改变支撑架设的条件下,基坑横向分块且远离隧道一侧先开挖的效果最好,其次为横向和竖向都分块,最后为纵向分块;(4)研究结果对前海湾车站基坑以及类似深基坑工程的施工具有指导意义。     

浅埋暗挖隧道开挖变形规律的探讨

依托广州市地铁5、6号线区庄换乘车站的工程实际,进行了车站隧道中洞施工期间的地表沉降、洞内支护结构和围岩位移变形监测,分析了浅埋隧道暗挖法开挖施工过程中的各部位变形特征,对施工中出现的变形问题进行了深入的原因分析,在此基础上提出了针对性的施工控制技术措施.通过施工监控和优化控制,实现了合理拆除临时结构,减少了隧道在施工过程中的变形.分层、分段、分块、两次衬砌施工技术方案,使得开控、支护期间结构稳定和地表沉降均控制在设计规范允许范围之内.     

倒角半径对矩形钢管混凝土柱的轴压性能影响

为了研究倒角半径对矩形钢管混凝土柱的轴压性能影响,进行3个系列15个矩形钢管混凝土柱的轴压试验。变化参数包括倒角率(2R/D=0.06～1.00)和钢管厚度(2,4和6 mm)。研究结果表明:倒角半径的改变能够有效地减弱矩形钢管混凝土柱角部的应力集中现象,提高钢管的环向约束效果,改善约束混凝土柱的轴压性能;随着倒角半径的增大,矩形钢管混凝土试件破坏模式从剪压破坏转变为腰鼓破坏,其峰值应力、峰值应变和极限应力显著提高,倒角率为1.00试件的极限强度比倒角率为0.06的试件提高幅度为40%～45%,表现出较高的承载能力和变形能力;钢管厚度的增加对约束混凝土的轴压性能也存在有益影响。     

海底隧道联络通道机械法施工的结构稳定性分析

青岛地铁8号线海域段盾构隧道联络通道施工具有埋深深、水压高、围岩破碎等特点。使用FLAC 3D软件,对联络通道顶管法施工过程中主隧道及联络通道的力学响应和结构稳定性进行了分析。结果表明：由于联络通道的施工,主隧道的变形由对称转为不对称,变形和应力明显增大;在主隧道与联络通道连接处发生明显的应力集中,尤其是高水压条件下,必须做好加固和防水措施;联络通道的开挖对始发隧道的影响大于接收隧道,施工前可根据主隧道的地质状况确定始发端;洞口破除处的主隧道内架设支撑可有效减小结构变形;洞门破除和支撑拆除两个工况下,主隧道结构变形和受力变化明显,施工中应加强变形监测。     

运营地铁车站拓建施工风险分析与评估研究

随着城市建设的快速发展和人口急剧增加,有些已经投入运营的地铁车站逐渐无法满足乘客的出行及换乘需求,需对其进行针对性拓建。地铁车站拓建工程周边环境复杂,变形控制要求严格,施工过程中受力体系多次转换,极易发生安全风险事故。以北京地铁宣武门站接驳拓建工程为研究对象,重点考虑4个一级指标和22个二级指标,建立多层次运营地铁车站接驳拓建施工风险指标体系;通过层次分析法确定各风险指标的权重;采用模糊综合评价法对接驳拓建施工风险进行评价分析。结果表明宣武门站接驳拓建施工为三级风险,既有地铁、周边管线和既有结构破除3个指标达到四级风险,需采取专项风险控制措施以确保施工安全。研究成果对相关工程的风险管理具有一定借鉴意义。     

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。     

分离岛式地铁车站的结构设计和施工

分离岛式地铁车站是一种新型结构型式。在分析分离岛式车站结构型式和特点的基础上,结合北京地铁10号线光华路站的实例,介绍了此类车站设计施工中的难点。该站中洞采用洞桩法施工,两侧洞采用中隔壁法施工。介绍了中洞的施工步序与相应的工程措施,以及结构侧向开口施工风险的控制、合理组织主体群洞结构的施工、横撑及其预加力的设计等关键技术。     

北京地铁七号线达官营站洞桩法开挖数值模拟研究

应用FLAC3D软件,对静力作用下达官营站洞桩法开挖过程进行了数值模拟,研究了洞桩法施工各个阶段的地表沉降、桥基变形、管线变形、车站结构受力等。研究表明:洞桩法施工中,2#桥基及各个管线的最大沉降量都超过了限值,应在施工过程中加强监测并采取控制措施。中柱作为结构的主要受力构件,承受较大竖向荷载、剪切荷载的双重作用,是结构的最不利位置,因此在施工中应重点监测,及时采取相应的加强措施,确保施工安全。     

超高层混凝土结构竖向变形分析与补偿研究

马来西亚四季酒店项目为342.5 m超高层混凝土结构,结构形式为框架-核心筒;依据施工现场合理的施工顺序及进度计划安排、不同施工阶段的高强混凝土特性的试验数据等,建立ETABS数值模型,分析出结构竣工和30年补偿周期时不同竖向构件的总竖向变形量以及相互之间的竖向变形差;施工过程中对已施部位监控点采取全程有效监测的方式来矫正分析数据,并采用"平层效应"和"层差补偿"的过程管控方式来弥补竖向构件的竖向变形量;最终通过分析比较结构竣工时现场监测点的实测数据与模型分析数据,验证了数据分析及竖向变形过程控制措施的合理性,取得了良好的效果。     

客运专线双线隧道穿过软弱夹层力学效应研究

以贵广客专太阳庄隧道为背景,研究隧道穿越软弱夹层施工过程中围岩变形特性、塑性区及支护结构纵向、横向力学响应。洞周变形以竖向为主,软弱夹层洞周变形量远大于规范要求,应进行掌子面预加固,范围为前方10 m。支护结构沿纵向不均匀变形,拱顶纵向承受压应力,应加强地层变化处拱顶设计参数。支护仰拱沿纵向整体呈现拉应力,软弱夹层段沿纵向最大拉应力超过混凝土极限抗拉强度,且墙脚安全系数不满足规范要求,因此必须加强纵向、横向配筋率,对墙脚进行特殊处理。可预留充分的变形富裕值,实行"边让边抗",充分发挥围岩自承载能力,一次支护屈服后,再施作二次支护。研究成果对贵广客专太阳庄双线隧道施工具有重要指导意义,可为今后类似工程提供参考和借鉴。     

大跨浅埋暗挖直墙拱地铁风道初期支护破除的模拟分析

地铁风道往往因为其结构断面较大,在采用浅埋暗挖法施工时只能采取分块开挖,分步模筑的方法进行.临时初期支护(初支)破除作为由初支向二次衬砌(二衬)过渡的一个重要的工序,破除时存在着频繁的应力转换、分散、重分布等临界状态,是施工中最危险的一个阶段.该文采用"结构-荷载"模型,利用增量法,分析初支破除过程中结构的内力变化规律.以北京地铁四号线石榴庄路站一号暗挖风道单层段初支破除的成功实践为例,通过有限元分析计算,对破除施工各阶段的初支内力及位移分布和变化做出了超前判断,并结合工程实际情况,确定了最优破除步距,提出了合理的破除、换撑、模筑方案,以有效地降低初支破除风险,指导工程实践.     

高地应力软岩隧道超前导洞法施工围岩变形预释放规律分析

为解决高地应力软岩隧道大变形问题,在正洞开挖前先开挖超前导洞,通过超前导洞的位移释放部分初始应力,从而减少正洞扩挖后的支护变形和降低作用在支护结构上的压力.本文引入释放率概念,通过对超前导洞的不同尺寸、位置等条件下围岩变形预释放规律的数值分析和研究,提出了具有较好释放效果的合理参数组合.     

斜拉桥主梁开口效应分析

对于主梁开口后塔从主梁中穿过的半漂浮体系斜拉桥,主梁开口后应力分布情况复杂。借助于通用有限元软件在进行局部分析时,首先把半漂浮体系的竖向支撑通过变形条件分组,确定合理约束条件使得局部分析可行。然后,利用平面程序计算出最不利工况,加载到取出的局部模型,得出局部的应力分布特点。为今后此种开口式结构设计、施工提供参考。     

橡胶缓冲垫层保护下棚洞结构落石冲击力学响应研究

采用以橡胶为原料的废弃轮胎作为垫层材料,利用有限元软件建立落石冲击棚洞结构模型,研究落石冲击速度、橡胶缓冲垫层厚度对棚洞结构最大等效应力、结构动能、节点位移等的影响。结果表明:在竖向落石冲击作用下,棚洞结构中间跨的横梁端部为受力不利位置;落石的冲击速度越高、橡胶缓冲垫层越厚,橡胶垫层的缓冲作用越显著;在冲击荷载作用下,棚洞结构横梁下部会承受较大的拉应力,应加强横梁底部的钢筋布置。     

砂卵石地层新建隧道近距离上跨既有盾构隧道施工技术研究

以北京地铁新机场线新发地站～草桥站区间隧道为工程依托,介绍了砂卵石地层新建隧道近距离上跨既有盾构隧道的施工技术。暗挖区间隧道施工时,需要破除竖井井壁,为避免该处土体失稳,竖井结构施工时,需要提前对马头门位置处土体进行预加固处理。暗挖区间上导洞施工分为4个小导洞施工,需要采取适当支护措施,减小群洞效应。上导洞除拱部采用预注浆加固外,在洞内施作洞桩,并通过冠梁将洞桩连接,为二衬扣拱提供支撑。在竖井内暗挖区间隧道底部施作大管幕,下导洞开挖时提前施作预应力锚索,与管幕共同发挥作用,主动控制了既有隧道变形。监测数据表明,镇国寺北街地表下沉最大值为18 mm,既有线上浮最大值为1.27 mm,均满足控制要求。本施工技术为砂卵石地层重叠隧道施工提供了有益的工程经验。     

新乌鞘岭隧道千枚岩地段斜井转正洞垂直挑顶施工技术

以兰张三四线新乌鞘岭隧道千枚岩地段挑顶为例,介绍千枚岩地段斜井转正洞垂直挑顶的施工技术。斜井转正洞段往往因其结构形状特殊、受力状态复杂而出现应力集中现象,施工不当极易引起塌方,传统施工方法存在工期长、安全风险控制难度大等缺点。新乌鞘岭隧道部分段落为大变形的千枚岩Ⅶ级风险段落,采用垂直挑顶施工技术,通过设置临时门架进入正洞开挖,在临时门架保护下进行正洞上台阶支护施工,无需反向扩挖,减少对围岩的扰动,有效控制围岩变形,确保千枚岩地段斜井转正洞的施工安全。     

邻近既有污水管道新建接驳井与原管封堵技术研究

以某车站基坑范围内存在一大直径污水管道为背景,研究横跨基坑污水管道改迁技术。现状工作井内不具备潜水作业条件,且无法实施临排,其接驳施工难度极大,常规的迁改技术不能满足现场需求。经研究,通过采用在现状污水管道工作井旁新建工作井、在新建污水管道内设置临时闸板、合理选择上下游洞门破除时机及破除方式、现状污水工作井内安装临时闸板等方法,顺利完成了污水管道改迁中新管接驳与原管道封堵施工,综合效益显著。同时,也可为类似工程施工提供参考。