国内地铁首条越江区间联络通道结构设计

研究目的:武汉地铁2号线越江区间联络通道,是国内地铁首次在长江底砂层中实施的联络通道,其中带有泵房的3#联络通道最大水头高度约56 m,高水压和高风险,结构设计尚无先例可以借鉴和参考,需采用合理的设计方案,以保证结构安全和施工安全。研究结论:本文对位于江底埋深最大的3#联络通道及泵房,进行研究分析,有如下主要结论:(1)实践证明江底砂层采用冻结法加固地层,是安全可靠的,但应尽量优化泵房有效容积,减小集水池体量,降低冻结施工风险;(2)常规的矩形断面集水池设计,难以同时满足冻结施工和结构高水压抗剪双重要求;(3)联络通道采用结构墙体变厚度,集水池水平向采用近椭圆形断面设计方案,取得意想不到的结果,不仅克服高水压抗剪的问题,而且新的结构型式大大改善结构受力,提高结构安全富裕度;(4)该种联络通道结构型式可为其它类似隧道的设计提供借鉴。     

城际铁路盾构联络通道冻结法施工技术

以珠机(珠海市区—珠海机场)城际铁路橫琴隧道金融岛车站—3号工作井区间3~#联络通道(与泵房合建)为工程背景,针对联络通道冻结法施工形成的形状复杂的冻土帷幕结构,利用FLAC 3D对冻结法施工进行了数值模拟,并与现场监测数据进行对比分析,得出冻结帷幕的变形特性、应力分布特性以及开挖造成的隧道周围管片应力的重新分布情况。研究结果表明:联络通道开挖前对通道内土体预加固能有效改善拱顶和拱底的受力状态;喇叭口是整个冻土帷幕的最薄弱处所,施工中须特别注意;联络通道开挖容易使主隧道管片处于受拉状态,且拉应力多分布在开口环的对侧。     

地铁联络通道冻结暗挖施工三维数值模拟

建立包括双线盾构隧道、冻土帷幕、联络通道以及泵房在内的三维数值模型,模拟了地层冻结、联络通道开挖和支护的整个过程。分析了联络通道以及泵房开挖对冻土帷幕、初支护和主隧道的影响。从而,确定了初支护及冻土帷幕的受力最不利位置和发生最大变形的位置,并提出相应的控制指标。     

复杂地层越江隧道联络通道冻结施工风险分析

盾构隧道联络通道江中段施工时风险大,尤其当其面临"高承压水、圆砾层"等复杂地层特点时,施工风险更大。依托某越江隧道联络通道冻结施工实例,对冻结管成孔、施工冻结及暗挖等冻结施工全过程,采用层次分析法(AHP)探讨冷冻法施工风险,确定了各阶段各基本风险事件的相对权重,并根据权重大小确定各阶段风险最大的基本事件。研究结果表明,在复杂地层中联络通道各阶段,施工风险最大事件分别为冻结管成孔偏斜过大、冻胀压力过大和开挖泵房。     

联络通道冻结法施工对盾构隧道影响研究

冻结法加固目前已大量使用于富水地层隧道加固,如盾构始发接收、联络通道开挖。本文依托地铁盾构隧道联络通道工程实例,探究宁波地区冻结法施工过程中黏土冻胀和融沉机理,并通过冻结区温度、位移监测数据分析来讨论联络通道冻结法施工对隧道的影响,得出宁波地层易出现融沉及跟踪注浆的必要性,并得出了冷冻交圈时间及冷冻交圈形成后隧道影响变小,以及联络通道开挖易造成附近隧道结构上浮等结论,为盾构隧道联络通道冻结法施工工程提供借鉴和参考。     

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。     

含联络通道地铁区间隧道扩挖形成新建车站施工过程的围岩变形分析

[目的]重庆轨道交通9号线邮轮母港站是将原区间隧道(含联络通道)进行扩挖施工而建成的地铁车站。该工程的地质条件、围岩初始应力场和原区间隧道结构均较为复杂,为确保施工安全,需要对施工过程中区间隧道的复杂力学行为进行分析研究。[方法]在简述该扩挖工程概况的基础上,建立了采用各向异性节理岩体弹塑性模型的三维有限元数值模型,进一步确定了该模型的几何特征、地层特征、结构特征及工序特征。选取了3条测线(联络通道中心线、左线大里程区间隧道中心线、右线小里程区间隧道中心线),分别对这3条测线上方的地面沉降,以及左线隧道、右线隧道的洞周变形进行分析,并将模拟值与实测值进行对比,以研究区间隧道扩挖施工过程中围岩和结构的变形特征。[结果及结论]对模型的模拟结果与施工实测结果进行对比后可认为所建模型具有合理性;联络通道扩挖施工会导致隧道洞周收敛变形明显增大,区间隧道原联络通道位置与施工主通道交汇处的洞周变形最大。应对联络通道内进行渣土回填,以确保隧道扩挖施工的安全、顺利实施。     

双圆盾构偏转机理与纠偏技术研究

为了解决隧道间相互交叉、隧道与其它地下建筑的穿插重叠等问题,采用双圆质构可以在较为狭小的地下空间穿越,节省地下空间,同时也可避免设置联络通道,减小施工风险.通过分析双圆盾构机发生偏转的机理,制订了相应的纠偏措施,并结合上海轨道交通6号线云山路站——金桥路站双圆区间隧道工程实例,详细分析了双圆盾构施工中的纠偏控制措施,并...     

特殊情况下地铁轨道道床兼设废水泵房的研究与思考

部分地铁项目因特殊情况取消了联络通道,将废水泵房设在轨道道床内。通过调查,分析了既有地铁项目中道床兼设废水泵房的实际应用情况及存在的问题,并结合某项目,提出了特殊情况下道床兼设废水泵房的方案。通过理论分析计算,针对某项目在个别盾构区间道床兼设废水泵房的情况,提出合理的泵房集水坑尺寸。结合工程经验及既有地铁项目中道床兼设废水泵房存在的问题,提出设置集水坑横向钢支撑、进水篦及沉砂池等措施,以增强轨道结构强度,满足区间废水排水要求。     

兰州地铁黄河隧道设计难点及方案论证

研究目的:兰州地铁1号线一期工程2次下穿黄河,为黄河上第一条交通工程类隧道,国内首创。隧道位于兰州市七里河断陷盆地内,属强透水砂卵石地层条件下连续性长距离的穿河隧道工程,建设环境国内罕见。兰州地铁黄河隧道还要考虑线位、车站、临近既有桥梁、下穿河道河堤等诸多因素,具有较大的设计和施工难度。为确保工程顺利实施,应前期充分论证,精心设计,得出最优设计方案,以利于工程建设。研究结论:本文以兰州地铁黄河隧道外部环境为研究基础,通过剖析相关设计难点,得出黄河隧道设计方案。(1)区间采用两条单洞单线隧道,双线同侧上游绕避桥墩下穿河道,间接控制式泥水平衡盾构施工,装配式钢筋混凝土管片,双道防水措施;(2)两穿黄河区间设中间风井、联络通道及废水泵房等附属,综合区间疏散平台、通风竖井、联络通道及防淹门等防灾救援设施,从而形成一整套完善的黄河隧道设计方案;(3)相关设计结论和经验可丰富我国穿江越河类隧道的修建技术,也可为后续类似工程的建设提供借鉴和参考。     

富水地层盾构区间暗挖联络通道及泵房防突涌施工技术研究

以南宁地铁1号线佛火盾构区间1#暗挖联络通道及泵房施工为例,介绍了暗挖隧道及泵房在富水地层施工条件下,通过增加临时仰拱、调整工序、水平真空降水、洞内管井降水等方法有效地防止了突涌灾害,安全、快速地完成了施工任务,为类似工程提供参考。     

盾构不停机状态下联络通道施工技术

根据丰台东大街站～丰台北路站区间联络通道,在盾构不停机状态下结合矿山法施工的成功经验,可以缩短工期。按照矿山法施工的原则,同时对盾构内隧道进行支撑加固,保证联络通道的施工安全和矿山法的灵活运用,为今后类似工程提供借鉴。     

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。     

富水粉砂地层机械法联络通道始发与接收施工技术研究

目前机械法施工联络通道工法已在国内运用,该工法在安全性、建设工期以及工程造价上较原有矿山法联络通道施工工法有一定的优势,但目前机械法在富水砂层施工案例仍然较少。文章依托杭海城际铁路余杭高铁站—许村镇站盾构区间,通过对联络通道T型接头设计、重叠注浆、增设橡胶帘布+圆弧滑板、主隧道管片监测、接收套筒填充材料等5个方面进行技术分析,对富水粉砂地层机械法联络通道始发与接收技术进行优化,拓展联络通道顶管法施工的地质适应性,并佐证机械法联络通道工法的优越性。     

地铁联络通道三维冻结温度场有限元分析

人工冻结法在地铁隧道联络通道施工中的应用已相当广泛。地层冻结温度场的预测分析可提前判断冻结壁的发展状况和评定冻结方案的合理性。地铁隧道联络通道冻结法施工中的冻结管群一般设计为倾斜放射状,现行对联络通道冻结温度场的分析大都是简化为平面问题来处理,难以反映实际情况。为此,以上海地铁13号线某区间联络通道冻结法施工为工程背景,综合考虑地层温度、地表对流等各类初始和边界条件以及土体的相变潜热过程,建立三维有限元数值计算模型,对该联络通道积极冻结期的地层三维冻结温度场分布规律进行系统分析,并与现场实测结果相比较,验证了有限元数值分析的可靠性。     

北京地铁区间联络通道冻结法施工技术

北京地铁一区间联络通道兼泵房采取冻结法施工,冻土帷幕是冻结法施工的关键所在。施工前对盐水温度、冻土温度、泄压孔压力进行现场监测,分析冻土帷幕发展规律,判定冻土帷幕各参数是否达到施工指标。通道开挖时获得冻土帷幕信息,以此来验证监测数据的准确性。结果表明:温度随着时间的变化先是急剧下降,之后缓慢下降趋于稳定;冻结壁交圈发生在泄压孔压力开始增大时,泄压孔压力稳定表明冻土帷幕基本形成。开挖施工获得的冻土帷幕信息证实了监测数据的准确性。     

联络通道施工对隧道T接结构的受力影响研究

在软弱地层施工地铁隧道联络通道会造成隧道结构局部应力集中,严重时可导致管片开裂等现象。为解决这一问题,利用ABAQUS有限元软件建立主隧道与联络通道结构模型,通过改变联络通道掘进长度与联络通道底部基床系数等因素,探究机械法联络通道T接隧道建设对主隧道结构的影响。研究发现：联络通道施工荷载使隧道发生横向扭剪变形,可导致施工过程中纵向顶推转角发生变化;随着联络通道掘进长度的增加,主隧道与联络通道管片应力不断增大;联络通道靠近主隧道上方管片受力变形大于主隧道上方（应力增加17%、变形可达4倍）;随着基床系数减小,隧道结构整体受力变形呈增大趋势（应力增大44%、沉降增大34%）。研究成果可为相关工程安全建设提供参考。     

基于拱盖法的超大断面暗挖隧道洞内逆作工法关键技术研究

基于拱盖法的超大断面暗挖隧道洞内逆作工法是借鉴"明挖逆作"的施工理念,采用双侧壁导坑法或其他分部开挖工法完成隧道拱部开挖与二衬拱盖施工,在拱盖形成后,隧道中下部断面通过永临结合的支锚体系和合理的施工组织,通过开挖支护与衬砌结构的逆作法施工减小工程风险,降低施工难度;在隧道中下部断面施工阶段,沿隧道纵向、横向、竖向进行三维空间施工组织,为隧道施工提供了充足的施工作业空间.目前,该工法已成功应用于重庆轨道交通环线一期工程民安大道站主体隧道工程建设.通过工程实践证明,该工法在降低工程风险、减小施工难度的同时,能有效提高施工效率、减少工程投资、节约工期.     

线路重叠交叉段下部隧道联络通道冻结法施工对上部隧道的影响

以某地铁线路隧道重叠交叉段联络通道施工为工程背景,针对下部隧道联络通道冻结法施工,建立Midas/GTS建立三维有限元模型,分析联络通道冻结法施工过程对上部隧道的影响。分析结果表明:下部隧道联络通道施工完成后,上部隧道最大沉降量为-0.322 mm,最大隆起量为0.211 mm,最大水平位移为-0.053 mm,均在安全可控范围内;上部隧道结构最大拉压应力也均满足强度要求。     

城市地铁上软下硬地层Ⅳ级围岩浅埋大断面隧道开挖方案优化研究

针对贵阳地铁1号线某区间暗挖隧道上软下硬地层Ⅳ级围岩浅埋大断面工程特点,采用数值模拟计算、现场监测等手段,对区间隧道的Ⅳ级围岩进行优化分析,对比介绍了该施工条件下采用两台阶左右分步开挖法与竖撑加强两台阶分步开挖法对隧道稳定性的影响。实践表明,采用竖撑加强两台阶分步开挖法可有效控制区间围岩的变形,保证隧道施工安全,可为类似工程的设计、施工提供参考。