明挖预制装配式隧道结构拼装精度控制标准研究与制定

明挖装配式隧道结构建造技术的研究和应用在我国尚属起步阶段,拼装精度控制标准是装配式结构建造过程中衡量和控制工程质量的重要尺度,标准的合理制定,关系到工程建设的安全可靠性、经济合理性及实际可操作性。通过拼装精度影响因素分析,提出了理论指标,并结合工程实际应用情况和实测值正态分布曲线的分析和提炼,给出了明挖装配式隧道结构拼装精度主要控制要素的控制标准,包括轴线平面定位偏差、高程定位偏差、构件形位姿态偏差、接缝张开量、结构表面错台量、同一环构件纵向错位量、前后环纵缝平面错位量等允许值,并与明挖现浇隧道、盾构隧道及装配整体式等结构的相关标准进行了对比分析。研究和实际工程应用证明：控制标准总体合理,可作为后续工程建设和相关标准制定的参考。构件制作精度对拼装精度的影响较大,提高构件制作精度,对提高拼装精度具有重要意义;自重压紧方式对控制隧道纵缝张开量最为有利,而控制张拉荷载、提高构件制作精度、控制施工累计误差等,可有效控制隧道环缝张开量;接头设置定位销棒并严格控制定位精度和预留空隙量,对控制结构表面错台量起到关键性作用。     

装配式地铁车站预制中板梁柱设计方案研究

以深圳地铁内支撑体系下的装配式车站为工程背景,研究车站预制中板梁柱设计的关键技术：中板设计需同时满足基坑支撑的受力转换及车站流水拼装的工艺要求;中板设计需满足吊装、拼装、基坑受力转换、正常使用等工况的受力要求;中板设计需满足楼梯及扶梯开洞的受力需求。针对以上问题,研究车站采用预制+叠合型式中板结构的流水拼装步序,对拼装步序中围护、中板结构受力及变形进行分析;通过采用预制+叠合结构型式的中板结构以满足施工阶段和使用阶段的受力要求;针对中板开设大孔洞的设计难点,通过孔内设置型钢支撑来满足拼装及基坑受力转换的需求,车站拼装完成后在孔边现浇纵横梁、叠合层等形成孔边加强结构,然后切除孔内型钢支撑形成永久开孔;并通过设置抗剪连接、叠合层、纵横梁体系等措施满足开孔受力需要。预制中板的设计措施研究,实现了地铁车站的全断面装配,进一步提高了地铁车站的装配率及流水拼装的工效。     

大直径盾构隧道全预制结构拼装技术实践

京张高铁清华园隧道是国内首座全预制拼装铁路盾构隧道,包括管片衬砌、轨下箱涵结构及附属结构均实现了工厂化预制,机械化拼装工艺。轨下结构全预制拼装工艺不但加快了施工进度,节约工期,免了大量植筋,提高结构了耐久性,而且还大幅度改善了施工作业环境。介绍轨下全预制结构的设计及施工技术创新应用,通过对现场的拼装错缝统计,分析得出箱涵拼装机无预紧功能,预制件间无螺栓连接、密封材料及施工精度低等因素是产生拼装误差的直接原因。提出采用微膨胀525快硬型硫铝酸盐水泥浆填充预制结构缝隙的改进措施,并采用数值模拟计算分析该方案可靠性与稳定性,结果表明:注浆填充施工误差缝隙后,结构的稳定性及长期运营的安全性均显著提高。     

装配式综合管廊在地铁车辆基地中的发展及应用探讨

装配式综合管廊在地铁车辆基地中的应用尚处于探索阶段,为了将装配式综合管廊与地铁车辆基地有效结合,提出一种适合于地铁车辆基地的装配式综合管廊解决方案。系统研究车辆基地发展装配式管廊的可行性,从目前车辆基地综合管廊建设和运营现状出发,提出了单仓和双仓两种管廊断面模式。通过应用BIM技术对管线进行碰撞检查和节点深化设计,并在管廊设计中考虑相关附属配套设施。工程实践证明,装配式综合管廊比现浇管廊土建成本减少4%,工期缩短45%,从安全、环保、质量、工期、场地、运维等多方面具有明显优势,应大力推广。下阶段应从标准化设计、施工方面对装配式管廊进行系统研究并争取尽快应用到实际项目中。     

装配式明洞隧道拱墙拼装台车设计与施工

根据国内外装配式隧道技术发展现状发现,全预制装配式铁路隧道在国内尚无工程案例,其在实体工程中的应用尚在研究阶段,可供借鉴的经验不多。基于以上背景,本文主要依托星火枢纽工程铁科试车线全预制装配式明洞隧道施工,介绍了全预制拼装明洞隧道拱墙结构、仰拱结构及轨下结构预制块划分,分析了装配式隧道拼装施工难点,针对隧道环向节段划分重量差异大的特点,提出了"龙门吊+拼装台车"拼装方案,并给出了"真园矫正机+节段拼装机"拼装台车设计原理和构造,总结形成了龙门吊辅助吊装、拼装台车对接拼装工艺,以期对类似工程施工提供借鉴和思考。     

明挖预制装配式隧道结构拼装设计方法及关键技术

明挖施工条件下的预制装配式隧道结构,其拼装技术与装配整体式结构或盾构隧道均存在较大差别。在工程设计阶段,需要根据结构型式和装配模式,对拼装进行详细的规划和设计,以支撑高质量、高效率施工,并确保结构承载性能和稳定性,同时满足接头接缝防水性能要求。拼装关键技术包括拼装方法、基面精平技术、定位控制技术、张拉锁紧技术、支顶限位措施、精度控制标准等方面。明挖装配式隧道结构的拼装应以首环固定端为起点,沿纵向推进,遵循“先下后上”并逐块、逐层向上的拼装原则;基坑底部基面应进行精平处理,并根据地基条件和底板结构型式,采用精平条带法或基面统平法;隧道衬砌结构宜在接头拼接面设置一定数量的导向定位装置,在辅助构件精确定位的同时,有效控制结构表面错台量;明挖装配式隧道宜设置在直线上,当隧道位于曲线地段时,可采用“楔形构件+等宽缝”或“等宽构件+楔形缝”的方式拟合曲线;张拉锁紧措施主要有预应力钢棒张拉锁紧和螺栓锁紧方式,预应力张拉宜采用“形心跟踪法”,并应多点协同、同步张拉锁紧,保持接缝宽度的均匀性,有效控制目标接缝张开量,并对预制底板下空隙及时注浆填充,在侧墙和拱脚等关键部位及时支顶限位。     

大盾构隧道内部结构预制构件设计与施工技术研究

装配式建筑因其高效、节能、环保的特点在工程建设行业得到广泛的应用与推广。目前大盾构隧道内部结构预制拼装尚处于半预制化阶段;上海机场联络线是国内首例大盾构隧道内部结构全预制拼装工程。文章从设计计算、工装设备、拼装工艺等方面对上海机场联络线弧形件及中隔墙全预制拼装技术进行阐述,首先根据内部结构从拼装到运营各个阶段的最不利工况,整个生命周期采用基于概率理论的极限状态法进行设计计算,得到内部结构全预制拼装最不利的设计参数依据;然后针对内部结构运营期的抗震、共振和堆载设计进行专项研究;最后根据内部结构预制拼装施工的重难点,有针对性地研制新设备、提出新工艺,确保预制构件满足施工质量与精度的要求。     

大直径盾构隧道内部装配式箱涵拼装质量调查研究

对某在建超大公路和城市轨道交通合建盾构隧道共2 275环装配式大尺寸箱涵拼装质量开展调查研究，重点关注拼缝宽度、拼缝错台、螺栓质量和轴力变化等质量指标。研究结果如下：(1)拼缝质量存在较大的差异性，拼缝宽度在5～40 mm内数量呈正态分布，拼装错台主要在2～10 mm内，部分拼缝错台超过16 mm,连接螺栓基本完好，但连接螺栓轴力在外界因素影响下损失严重，100 d后平均损失率达到51.58%;(2)调查分析了拼缝质量差异性的原因，主要受箱涵预制精度、施工安装精度、后期变形、施工荷载等因素影响；(3)提出了研发自适应性强的预制箱涵、提高预制精度、提高施工质量和加强隧道结构变形控制等提高拼装质量的方法。     

装配式隧道仰拱拼装技术研究及装备研制

装配化施工是建筑行业的重要发展方向,本文以高速铁路隧道为研究对象,对装配式仰拱施工工艺进行研究。结合钻爆法隧道施工工艺,分析仰拱拼装对掌子面掘进的影响,提出仰拱拼装工艺及配套装备总体方案。针对施工过程中对施工质量、施工效率有重大影响的环节和因素,提出不同的解决方案与工艺措施。根据施工工艺,以满足各种施工工况为目的,考虑与现有施工装备的配合,完成仰拱拼装装备的研制。试验结果表明,该设备实现了仰拱拼装所需各项功能,能够快速有效地实现钻爆法隧道装配式仰拱拼装施工,对于隧道仰拱的装配化施工具有重要意义。     

内支撑体系下装配式车站基坑支护受力研究

以深圳地铁装配式车站中医院站为工程背景,结合车站所处的工程地质条件以及装配式车站的施工工序,采用ABAQUS有限元分析软件,建立地层-结构模型,重点分析装配式车站施工过程中基坑的变形规律、支撑轴力变化规律及倒换接续支撑的受力特点。首先,分析装配式车站基坑变形,主要分为开挖阶段和车站拼装阶段,地连墙总变形为10.31 mm,其开挖阶段占比较大,占总变形的88.6%,开挖过程中基坑变形趋势与现浇车站一致;其次,在支撑倒换及结构拼装过程中,地连墙变形占总变形的11.4%,变化范围为0.05～0.99 mm,其变形的量值及变形的范围同现浇车站均存在较大的差异;再次,分析拆撑、换撑的工序及受力特点,拆撑及换撑是装配式车站施工的重要施工步序,在靠近拆撑环的中板临时支撑轴力较大,占整个换撑轴力的80%,因此在布置接续撑时,靠近换撑的1环接续撑数量可适当增加,远离换撑1环接续撑可减少支撑数量;最后,对比数值计算和现场监测结果,两者的变化规律基本一致,验证数值分析的有效性。     

1-128m跨钢箱系杆拱桥架设施工工艺

以木兰溪特大桥1-128钢箱系杆拱斜交跨越高速公路为例,介绍了通过设置拼装台座、大吨位履带吊吊装系杆拱以及进行线形微调和减少焊接变形的综合施工技术,对大跨度上跨桥施工具有一定的指导意义。     

超大直径盾构管片拼装技术

通过对南京长江隧道工程超大型盾构隧道的施工及大型管片的拼装技术综合研究,对大型管片拼装方法、技术要点控制、拼装精度控制、拼装顺序优化、掘进姿态影响等进行了较系统的总结,为同类工程施工提供借鉴。     

附属结构施工对装配式车站结构的影响分析

为确保附属结构施工过程中装配式车站主体的安全与稳定,需要了解附属结构施工过程中装配式车站主体结构的力学规律。以深圳地铁装配式车站13号线市中医院站为工程背景,通过有限元数值计算,对附属结构的施工过程中装配式车站主体的内力和变形进行分析。计算表明：①附属结构基坑开挖导致主体结构整体有向附属开挖一侧变形的趋势,结构内力出现重分布,附属结构施工开挖过程中主体拱顶弯矩最大增幅在开挖1阶段;②在附属结构施工过程中可以采取主体顶板上方设置临时支撑、主体拱顶对拉连接、加强支护刚度等措施对装配式车站主体的内力及变形进行控制,其中主体顶板上方设置临时支撑措施的效果显著。结合设计措施的计算及实施情况对控制措施的设计应用进行研究,为装配式地铁车站的设计提供借鉴。     

新机场管廊基坑邻近高速桥梁基础施工技术研究

新机场高速公路地下综合管廊大部分结构距在建新机场高速公路桥梁较近,基坑开挖过程易导致高速公路桥梁承台及桩侧土体外露,进而导致桥梁基础产生水平变位、不均匀沉降等现象,对高速公路后期运营产生极大的安全隐患。通过3组试验确定最优注浆参数,在管廊基坑开挖过程中对既有高速桥梁基础附近土体进行注浆加固,效果良好;通过对开挖过程中基坑、桥梁基础变形监测数据进行对比分析,对管廊基坑邻近桥梁基础开挖防护施工技术进行总结,为以后同类工程提供借鉴。     

装配式地下连续墙设计制造技术研究

地下连续墙是一种常用的基坑支护手段,具有截水、防渗、承重及挡水功能。装配式地下连续墙技术是把工厂预制的分段构件现场连接拼装的工艺,该方式能有效解决现浇施工中存在的坍塌、接头夹泥、漏水及施工周期长等问题。以深圳地铁为工程背景,基于现浇地下连续墙及相关技术规范完成装配式地下连续墙设计,确定工艺流程后开展构件生产及拼装连接,通过力学性能试验验证设计方案和施工工艺的可行性。预期通过本研究推动装配式地下连续墙新技术发展。     

预制综合管廊接头抗剪性能与等效模拟方法

预制管廊接头力学性能及设计方法研究尚属于起步阶段,理论尚不成熟,对接头受力性能的认识尚不清晰。为研究预制管廊接头的抗剪性能及影响因素,基于福建省平潭预制拼装综合管廊工程,以典型的双舱和三舱预制拼装综合管廊结构为例,采用PLAXIS 3D岩土有限元程序建立预制管廊接头精细化三维数值模型,深入分析管廊接头的抗剪性能及影响因素,并提出合理实用的管廊接头等效模拟方法。研究结果表明,不设置剪力键时接头的极限总剪力降低了11.1%,设置剪力键能够明显地改善接头的抗剪性能;接头剪切强度和剪切刚度均与预应力基本呈线性关系;采用等效界面模型可以比较合理地模拟剪力键接头的抗剪力学行为。     

装配式地下连续墙设计施工技术研究

研究目的:现浇地下连续墙是深基坑工程中常用的围护形式,但是在特殊地层和施工环境下,传统工艺经常存在塌槽,现场水下现浇混凝土质量不易控制,接头夹泥、漏水,成槽泥浆排放存在环保问题等缺陷。装配式地下连续墙技术是对传统地连墙设计和施工技术的重大改进,大大减小工程风险,提高施工速度,对城市地铁超深基坑施工安全具有重大意义。研究结论:(1)装配式地连墙在工厂预制,具有墙体质量好、占地面积小、施工速度快、环保等特点;(2)通过数值模拟与试验验证了套筒锚接的接头形式满足受力要求;(3)配合预搅拌成槽、移动式墙幅拼装插入设备拼装墙幅,以及后期的墙缝注浆止水,永临结合形式的围檩配合内支撑体系,形成系统的装配式地下连续墙工艺;(4)装配式地连墙质量可靠、施工工艺简单、配套设备研发齐全、技术经济优势明显,可在地铁超深基坑明挖施工中推广应用。     

全预制轨下结构拼装绿色施工技术研究

隧道内部轨下结构施工大多根据实际情况采用全部现浇的形式或采用结构构件预制与现浇相结合的结构体系,而在国内轨下结构全预制拼装的施工方法尚属空白。依托京张铁路清华园隧道工程,研究出一种全新的盾构隧道轨下结构采用全预制拼装的节能环保绿色施工技术,本文详细阐述预制件的整个拼装过程,并与部分预制的实例效果进行对比。实践证明,轨下结构全预制技术机械化作业程度更高,资源消耗更少,同时还具有减少扬尘、降低噪声、减少固体废弃物产生等环保效果。     

地铁盾构区间隧道近接下穿城市综合管廊影响分析

采用Flac3D有限差分法模拟地铁盾构区间隧道下穿既有综合管廊的施工过程。分析下部地铁盾构隧道在不同交角和不同盾尾注浆压力的工况下,对上部既有综合管廊单洞隧道变形的影响特点。计算结果表明:当注浆压力一定时,随着上下隧道相交角度的增加,轴线交点附近处的沉降值就越来越大,而影响的范围却越来越小,并且这种影响与上下隧道相交长度正相关,与相交面积二次相关;当交角不变时,在一定范围内,随着盾构隧道注浆压力的增加,上部综合管廊的沉降会逐渐减小,而随着盾构隧道注浆压力的等幅提升,沉降的变化值越来越小,即注浆压力对隧道沉降的改善越来越不明显。通过结果分析,可采用0.3 MPa的注浆压力下,交角范围为60°~75°的工况进行施工,以减少施工影响。     

软弱围岩下海底铁路盾构隧道全装配式内部结构列车振动响应研究

采用全装配式内部结构是实现隧道快速施工的重要途径,但在列车振动长期作用下,不同型式的内部结构与拼装方式产生的动力响应差异较大,可能造成内部结构变形或连接节点失效.鉴于此,调研了现有装配式内部结构类型,针对金塘海底隧道提出选用全装配式内部结构方案,对比分析不同内部结构方案(全拼装、部分拼装、全现浇)与不同连接方式(两端固...