高铁大直径盾构隧道下穿快轨路基结构的影响分析及控制技术研究

为保证京沈高铁望京隧道下穿北京地铁机场线路基段施工时既有线的运营安全,在对邻近试验段落施工影响分析的基础上,建立三维数值模型对隧道下穿施工引起的路基和轨道结构变形情况进行预测,研究穿越施工全过程动态控制方案。研究表明,仅通过控制盾构掘进参数和洞内补偿注浆措施,不能保证既有线路的运营安全,通过基于实时自动化监测的地面注浆预加固和地面跟踪补偿注浆、洞内二次深孔注浆,可以达到对盾构穿越施工影响的全过程实时动态控制,有效控制盾构施工对既有运营线路的影响。     

盾构下穿引起的既有线路轨道变形与列车运营作用研究

地铁盾构下穿既有高铁线路施工时会对既有地基产生扰动,引起地层不同程度的沉降、路基下沉、轨道结构变形等病害,不仅对隧道和周边环境的安全产生不利影响,严重的会造成既有铁路破坏,影响线路的正常运营,给乘客带来安全隐患。利用有限元软件ABAQUS建立了轨道-路基-下穿隧道有限元模型分析了盾构施工对既有线路轨道结构的影响,并结合高速铁路结构间的相互作用关系,基于车辆-轨道耦合动力学理论对盾构下穿引起的线路变形、轨道结构层间离缝与列车运行相互作用进行了分析。     

输水管道群下穿既有铁路软土地基变形控制技术研究

大直径输水管道群顶管下穿既有铁路软土地基必然会引起铁路路基沉降和轨道变形,影响铁路行车安全。以顶管下穿既有京沪铁路工程为研究对象,对顶管下穿铁路引起的路基沉降和轨道变形规律进行数值模拟计算;提出软土地基沉降变形控制标准及加固方案、施工工艺参数及施工控制措施。通过现场监测成果,验证地基加固效果及其合理性。研究结果表明:输水管道群顶进施工引起铁路路基的最终变形沿铁路中心线呈"U"形分布,最大沉降量约为12.5 mm,大于最大路基面沉降和水平位移不应超过10 mm的要求。采用旋喷桩与袖阀管注浆相结合的地基加固措施,有效地提高了地基强度,减小了顶管施工对既有铁路的影响。整个顶管施工过程中,绝大多数监测点路基沉降值在3～10 mm之间,水平位移在2～6 mm之间,路基变形满足规定要求。该研究成果对新建构筑物下穿既有铁路工程的设计、施工具有借鉴意义。     

洛湛铁路岩溶路基加固分析

研究目的:分析不同地区岩溶地基灾害类型及形成机理,以对其既有铁路岩溶地基灾害进行有效治理,对新建铁路岩溶地基进行合理加固,从而确保岩溶地基铁路安全.研究结论:(1) 洛湛铁路岩溶路基主要以地面塌陷危害为主,其塌陷机理主要以地下水波动引起的渗透潜蚀和真空吸蚀作用为主,同时也受人工抽取地下水影响.(2) 岩溶路基整治原则为:路堤一般采用注浆加固,路堑采用探灌结合的原则在开挖路基面进行物探及钻孔验证;对埋设较深的溶洞,宜先采用粉煤灰或砂浆充填后再注浆;对裸露或浅埋型,宜采用挖除换填或加混凝土盖板加固.(3) 地基注浆过程中边探边注,探注结合,需注意注浆压力与注浆环境变化,严格注浆质量检查,以保证岩溶地基加固效果与稳定.     

控制岩溶注浆对临近营业线影响的实践与思考

随高速铁路的不断发展,越来越多的高铁工程建设位于岩溶地区。为保证路基工程的长期稳定性,需要对岩溶进行注浆加固,现场岩溶注浆施工钻孔、注浆工艺(孔位、孔径、孔深、清孔,注浆顺序、压力、时间、注浆量)是否满足设计规范要求将直接影响到施工质量,另一方面,注浆压力过高、时间过长、注浆量过大又会引起临近既有路基地面隆起而影响铁路正常运行,甚至造成铁路交通事故。重点介绍如何通过有效措施来解决以上问题,控制好岩溶注浆对临近营业线影响。     

新建铁路联络线对既有铁路路基扰动变形影响研究

铁路联络线引入既有运营线的扰动变形控制关键技术相对空白,亟需对该领域展开进一步研究.依托鲁南高铁曲阜东站联络线引入京沪线工程,开展管桩、微型桩及灌注桩挤土变形试验,研究群桩地基加固对邻近场地的扰动变形影响,进而为新建联络线地基加固设计提供依据;通过建立接轨段路基三维数值模型,研究新建联络线不同路基填料对既有路基的附加沉...     

地铁隧道下穿既有铁路施工时的地基加固分析

地铁隧道在下穿既有铁路施工时,保证铁路运营安全是施工中的关键问题之一。通过建立FLAC三维数值模型,对南京地铁S8线某段盾构隧道下穿既有宁启铁路进行了计算分析,并根据计算结果建议对铁路路基采取地基注浆加固措施。对加固后的地基重新进行计算,同时制定了地基变形监测方案。监测结果表明,地铁隧道盾构施工时,影响地面沉降的因素由地基和施工参数共同作用组成。在地铁隧道下穿铁路施工时,对铁路地基进行的注浆预加固保护措施和盾构掘进过程中对施工参数进行的动态调整,保证了地铁隧道施工期间该铁路的运营安全。     

新建高速铁路受限地段路基设计实践——以商合杭高铁为例

新建铁路与运营高速铁路衔接时,在引入既有车站且受限地段,必须控制营业线路基附加变形和确保运营安全。以新建商丘至合肥至杭州高铁接入既有车站为工程背景,阐述新建线路在不同条件下不同类型受限地段的路基工程设计、施工方案,目前国内尚处于探索与积累经验阶段,对其采用的综合加固处理设计及施工方案,解决了新建高铁引入既有车站受限地段施工时,对运营高铁产生不利影响的问题。现场施工表明,设计方案合理,效果良好。     

新八达岭隧道下穿青龙桥车站变形控制技术

依托京张高铁新八达岭隧道下穿既有京张铁路青龙桥车站工程,为控制下穿过程中青龙桥车站的沉降变形,采用Midas GTS NX数值模拟软件,模拟隧道下穿车站的施工全过程,得到既有车站路基变形的沉降曲线。研究发现路基最大沉降发生在新建隧道拱顶上方,路基累计最大沉降16.017 mm,建议在隧道施工过程中通过控制循环进尺和施工速度来控制路基的沉降量,并及时补充道砟,恢复轨道沉降变形,从而控制轨道的沉降。提出洞内■159 mm超前大管棚注浆加固、洞外地表垂直袖阀管注浆加固和3-5-3扣轨加固的变形控制技术,为下穿工程控制沉降变形提供经验借鉴。     

铁路路基上跨既有公路隧道受力变形影响分析

新建路基开挖卸载施工对下方既有隧道的覆盖地层产生扰动,导致既有隧道围岩和结构应力状态的改变,影响既有隧道结构安全。文章依托新建赣深铁路路基上跨既有S29从莞高速公路石山隧道工程项目,采用地层-结构与荷载-结构相结合数值分析方法,进行了上方开挖施工对既有隧道结构受力变形影响分析,并提出施工控制措施。结果表明:在上方路基开挖施工过程中,既有隧道结构以竖向变形为主,在相交位置处隧道拱顶产生最大竖向变形1.86mm,结构变形较小;采用荷载-结构法进行二次衬砌受力分析,结构受力最不利部位为拱顶,最小抗压安全系数为3.94,最小抗拉安全系数为4.05,结构安全性满足要求。     

群桩施工引起邻近场地扰动变形的试验研究

在邻近既有线的新建线地基上进行大面积群桩施工可能对既有线带来不利影响。依托鲁南高速铁路并轨段路基工程,开展不同桩型群桩成桩现场试验,研究大面积群桩成桩对邻近场地变形的影响,并将试验成果应用于新建线地基加固方案中。群桩施工扰动引起的邻近场地水平位移与竖向位移随成桩排数的增多呈现先增大后逐渐稳定的趋势,位移发展经历快速、慢速和逐渐稳定3个阶段;引孔深度15 m及20 m成桩工艺对静压管桩挤土变形的防控效果显著;以1. 5 mm为变形特征值时,管桩群桩引起地表隆起变形范围在0. 4倍桩长以内、横向变形范围在2倍桩长以内,微型桩及灌注桩引起邻近土体变形范围都在5 m以内;采用灌注桩群桩对鲁南高速铁路并轨段路基进行地基加固,既有路基坡脚测点向外位移最大值在1. 0 mm以内,表明既有路基基本不受施工扰动影响。     

高速铁路并站路基设计方案探讨

高速铁路尤其是无砟轨道对路基工后沉降要求十分严格,邻近既有高速铁路进行工程建设活动(如开挖、填筑及地基处理)会对既有高铁产生新的沉降变形。如何避免这些影响,值得进行深入研究,并提出相应的工程措施。目前,并行既有高铁新建路基一般采用填筑轻质土+桩板(筏)复合地基处理等措施。新建郑济客专并行既有京广客专新乡东站时,根据具体情况,结合有限元计算,考虑施工干扰及投资等因素,研究提出具有一定创新性的"加筋陡坡+桩筏结构"和"框架结构"方案,可供类似工程借鉴。     

新耒阳站岩溶路基变形整治施工综合技术

以武广客运专线新耒阳站岩溶路基变形整治施工为例,结合实际地质状况,利用岩溶路基基底压力补注浆、旋喷桩地基加固补强、填料层低压注浆、构筑物沉降变形控制等措施,动态设计、动态施工,各项监测数据均在可控范围内.     

岩溶地质分析在路基注浆施工中的应用

岩溶路基塌陷严重影响铁路行车的安全,钻孔注浆是岩溶路基加固处理的重要方法.以洛湛铁路邵永段岩溶路基注浆某工点为例,阐述了岩溶地质分析在路基注浆施工中的必要性及重要性,对今后铁路路基、桥基注浆工程具有一定的参考价值.     

昆山南站站房改造工程对既有高铁桥梁安全影响分析

结合昆山南高架站站房改造工程,通过ABAQUS软件建立有限元实体分析模型,研究新建结构物对邻近高铁桥梁桥墩、基础承载力、变形的影响。通过数值分析,得出以下结论:(1)昆山南站新增建筑结构建成后,既有高铁桥墩墩身承载力、局部应力仍满足规范要求;(2)新建桩基从施工到上部荷载加载过程中,对邻近高铁桥既有桩基的摩阻力、剪力和弯矩影响不大,对桩身轴力,上部荷载加载后则有明显增加。桥墩发生向新增建筑区域倾倒的变形趋势,但桥墩墩顶水平位移和竖向沉降的变化值不大于控制限值1 mm;(3)水泥搅拌桩对地基有加固作用,但其施工时会对桥梁桩基产生不利影响,应保证搅拌桩与桥墩桩基有一定安全距离。     

基坑开挖引起邻近高铁桥墩隆起变形实例分析

为了研究基坑开挖过程对邻近高铁桥墩竖向变形的影响,对2个邻近高铁桥墩的基坑工程实例进行实时自动化监测,在对施工内容与监测结果对应分析的基础上,采用基于叠加原理的薄层分层总和法编制高铁桥墩临近荷载竖向变形影响计算软件PIAS,对计算结果与监测数据进行对比验证。监测结果显示,由于基坑开挖的卸载效应,实例一基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形1.12 mm,实例二基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形3.10 mm;计算结果显示,实例一基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形0.93 mm,实例二基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形2.79 mm;计算值与监测值基本一致,表明高铁桥墩临近荷载竖向变形影响计算软件PIAS适用于基坑开挖过程对临近高铁桥墩隆起变形的影响计算。     

环境敏感区铁路路基岩溶地基处理新结构研究

研究目的:黔张常铁路DK 49+556.00～DK 49+913.22段路基位于野猫河水库上游水源保护区附近,在紧邻该段路基、具有相同地质条件的土乐坪1号特大桥和土乐坪2号特大桥桩基施工过程中,附近稻田出现泥浆外泄现象,为避免该段路基岩溶注浆处理引起水源保护区水质污染,需研究一种新的岩溶地基处理措施,以代替传统注浆处理措施。研究结论:(1)环境敏感的饮用水源地附近,岩溶地基处理不宜采用注浆处理方式;(2)深埋式桩、复合梁板结构不仅解决了岩溶区地基塌陷对铁路安全产生的影响,还避免了引起饮用水源的污染;(3)路堤地段岩溶地基处理采用深埋式桩、复合梁板结构还可以起到节约用地的效果;(4)本研究成果具有良好的经济效益和社会效益,可应用于岩溶强发育区地基处理。     

黄土地区高速铁路高边坡路基帮宽沉降分析

为研究黄土地区高边坡路基帮宽施工对既有高铁路基附加沉降的影响规律,采用了实时化、可视化、远程化、自动化的静力水准监测方案,对并行段落既有高铁路基进行了2年的持续监测,并运用数据采集、数据滤波、数据平滑等处理方法,得到了高铁路基沉降监测点纵断面、横断面的累计沉降监测结果以及不同施工内容与沉降曲线的对应关系。研究表明,高边坡路基帮宽施工对既有高铁沉降变形影响较大(影响最大值为73. 2 mm),既有路基的沉降变形程度受填土量和涵洞等因素的控制。     

地铁隧道下穿对既有铁路的影响分析及加固对策

地铁盾构下穿既有铁路施工时,土体的扰动会导致既有铁路产生不均匀沉降,对铁路安全运营产生非常不利的影响。本文考虑盾构隧道下穿施工,铁路路基及结构间的相互作用关系,建立结构-路基-土体有限元模型,分析盾构施工过程中铁路路基和框架桥的变形特征,评估工程安全性,提出相应的施工加固措施和加固范围,并与监测结果进行了对比分析,结果表明设计所采取的加固措施是切实可行的。     

新建铁路对既有高铁附加沉降影响的分析方法研究

基于雄忻铁路保定东站临近既有京石高铁设计项目,综合采用数值仿真分析、理论分析、有限元分层总和法对既有京石高铁路基附加沉降变形开展系统研究。根据既有保定东站站台区既有京石高铁路基附加沉降对比分析结果,确定新建铁路对既有高铁附加沉降影响的基本规律和关键影响因素,提出大断面并站站场路基附加沉降评估的基本流程和关键参数确定方法,形成邻近既有高铁附加沉降评估的成套技术。分析结果表明:数值仿真技术由于当前采用的边界条件和本构模型限制,既有高铁路基仿真结果出现了局部隆起,同现场沉降监测结果并不相符;基于Boussinesq和实体Mindlin理论的分析方法可有效解决既有高铁沉降分析结果的局部隆起问题,但附加沉降影响范围相对较大;有限元分层总和法有效综合了数值仿真分析和理论分析方法的特点,更适宜于复杂工况下的既有高铁路基附加沉降量和沉降范围的评估。