承压水开采对天津滨海地铁车站-隧道系统影响的模拟研究

为探索抽水沉降对地铁系统造成的影响,以天津地区软土环境中的地铁车站-隧道系统为例,采用三维渗流-应力耦合数值模拟方法,模拟承压水抽取引起的车站-隧道连接区间沉降情况,研究沉降和差异沉降对整个系统的影响。在一定假设条件下,定量分析地铁车站-隧道系统不同部位的沉降值以及沉降导致的应力集中等现象。结果表明: 1)抽水所在承压水层的压缩量最高, 沉降最大,在向上向下扩展中,压缩量逐渐降低; 2)沉降发生时,车站结构对沉降有一定抵抗,隧道结构抵抗沉降能力较弱,由此引起近站隧道的差异沉降,导致距离车站2 m 附近的隧道顶部产生较大应力集中。     

地铁车站洞桩法施工引起的邻近管线沉降规律研究

为了解地层变形引起的管线沉降规律,依托北京地铁10号线黄庄站工程,基于地表和管线沉降的实测数据,利用时程曲线分析车站洞桩法施工引起的邻近典型管线变形规律。洞桩法车站施工引起的管线沉降主要分为3个变化阶段：初期缓慢变化期,掌子面通过测点时的急剧变化期和掌子面通过后的稳定期。管道与土体在车站施工过程中产生一定的沉降差,在管道正下方土体开挖时差异沉降迅速增大,掌子面通过测点一定距离后,差异沉降趋于稳定。     

基于AM桩盖挖逆作地铁车站施工力学有限元分析

盖挖逆作地下结构施工过程中，地下连续墙水平位移及各围护结构之间差异沉降过大，均会对结构造成不利影响。为解决围护结构之间差异沉降的控制难题，探索施工过程中结构的受力规律，以某采用盖挖逆作法施工的大型地铁换乘车站为研究背景，采用通用有限元软件ABAQUS进行数值模拟，研究盖挖逆作地下结构施工过程中结构受力及变形规律，计算分析施工过程中地下连续墙的变形、地下连续墙与相邻立柱桩的差异沉降、AM桩轴力分布情况，探讨运用AM桩对控制结构隆起和差异沉降的优势。结果表明： 1）楼板在施工过程中起到了良好的支撑作用，有效限制了地下连续墙的变形； 2）差异沉降随施工进行逐渐增大，在开挖底层土体时达到最大值，此为最不利工况，应及时进行封底； 3）在桩长和桩径参数相同的情况下，与等直径桩相比，采用AM桩能够有效减小结构的隆起以及差异沉降。     

复杂环境下下穿风道开挖对既有地铁车站结构变形影响分析

正在修建的北京某地铁车站,为实现新老车站之间的换乘,需对既有车站出入口结构进行改造.在对西北出入口改造工程中,根据设计要求,需要在既有出人口附近修建一新的换乘厅以及一风道结构.新修建换乘厅使用明挖法修建,风道结构下穿既有车站结构,两者最近相距只有27.9 cm,十分接近.以上所述施工都会引起既有车站结构的剧烈变形,因此在开挖过程中对沉降控制十分严格.针对该工程,对开挖过程进行了数值模拟分析,分析了开挖过程对既有车站结构变形的影响.随后分析了风道开挖方向以及风道结构顶部有无注浆对既有车站结构变形的影响.研究结论对于设计与施工具有一定的参考价值.     

盾构下穿施工对某地铁车站结构影响分析

为研究盾构下穿施工对某地铁车站结构的影响，运用数值模拟建立了盾构左右线下穿地铁车站各个阶段的数值模型，分析了盾构左右线不同施工阶段地表沉降规律、车站底板轴线沉降和车站轨道结构沉降规律。     

不同地下水位下地铁车站施工沉降对比分析

为了对比分析不同地下水位下地铁车站在施工过程中的沉降变化情况,以长春地铁2号线解放大路车站为实际依托工程,建立了该地铁车站的有限元模型,并且将有限元计算结果与现场实测的施工沉降数据进行对比分析,验证了有限元模型的可靠性。分析了地铁车站中轴线上方的地表沉降在施工过程中的变化情况,并对上导洞、中导洞及1、2洞室拱顶沉降在施工过程中的变化情况进行了分析。通过定义3种不同地下水位工况,将不同地下水位下地铁车站的施工沉降曲线进行对比分析。结果表明:地铁车站中轴线上方地表沉降的有限元计算结果和实测数据的最大误差仅为5.6%,地铁车站中轴线上方的地表沉降量呈现出阶梯式的变化趋势,随着地下水位高度的下降,拱顶沉降量的增长幅度存在突变情况。     

平行换乘车站同步开挖围护结构变形分析

随着城市轨道交通的发展，必然形成越来越多的换乘节点。目前国内平行换乘车站同步施工的经验较少，对车站开挖围护结构变形的相互影响缺乏分析，从而造成施工时的风险。采用FLAC3D有限差分程序对某同步开挖的平行换乘车站地层及围护结构的稳定性进行模拟研究。研究结果表明，在施工过程中要特别注意两基坑中间保留土层，地层的沉降在此处达到最大，而且呈现整体沉降的趋势。     

某城市地铁车站基坑地表沉降变形研究

通过对北方某城市地铁1号线一期工程地铁深基坑地表沉降监测数据进行统计分析，讨论地表沉降与基坑支护类型、开挖深度的关系。结果表明:地铁车站基坑开挖引起的地表变形最终表现为“凹槽形”；地铁车站基坑地表最大沉降变形量为0.01% H~0.05% H，平均值为0.03% H；地铁车站基坑开挖引起的地表沉降值大多位于0~5 mm，小于控制值；在其他条件（基坑长度、宽度、周边环境）大致相同的前提下，地表沉降值随开挖深度的增大而增大，随支撑刚度的加大而减小。     

基坑开挖对紧贴既有地铁车站的影响分析

随着城市建设的不断加快,紧贴既有地铁车站的基坑开挖是一个难点问题。以天津天河城购物中心基坑工程为例,采用FLAC3D对基坑开挖进行了数值模拟,研究了基坑开挖对紧贴既有地铁车站的影响。计算结果表明,随着基坑的开挖,车站结构产生了差异沉降,结构底板处于受拉状态,结构水平变形不大。研究结果为保证既有地铁车站在紧贴基坑施工过程中安全运营提供了理论基础,也为相似工程提供了参考。     

城市地铁车站下穿既有桩基托换关键技术研究

采用数值计算手段,研究地铁车站穿越既有桩基过程中,地表沉降、既有桩基变位以及在建车站主体结构应力等响应特性。结果表明:车站下穿既有桩基托换过程中地表沉降最大值为85mm、承台桩基最大沉降为46mm,其沉降位移均满足规范允许控制值;但桩基托换过程中在建车站主体结构基本上均超过了混凝土极限抗拉强度,需要配筋予以加强。研究结论对类似穿越工程具有重要参考意义。     

复杂环境下盾构近距离穿越地铁车站施工技术

为解决盾构工法近距离下穿运营既有地铁车站中盾构总沉降控制问题,通过采取盾构施工前对障碍物进行探测、区间与车站之间土体的加固、盾构推进和注浆参数的合理确定及盾构机注浆系统的改进等一系列措施,确保了盾构在整个下穿过程中的顺利推进,并使整个施工过程的总沉降量控制在-1.7 mm以内,达到了施工前评估报告要求的-3~+2 mm的控制标准,为盾构下穿既有站施工的沉降控制积累了经验。     

暗挖隧道密贴下穿既有线车站施工关键技术

新建隧道近接下穿既有地铁结构施工已经成为城市地铁工程建设中的一种常见情况,由于既有结构沉降控制要求严格,如何有效控制沉降已经成为目前研究的热点问题。以北京地铁6号线东四站-朝阳门站区间下穿既有5号线东四站为例,介绍了超前注浆加固及止水技术、CRD+千斤顶支护法、辅助深孔注浆及背后回填和补偿注浆技术等暗挖隧道下穿既有车站施工技术,通过对既有5号线东四站结构沉降监测可知,采用上述方法有效地控制了既有结构的变形,确保了隧道施工安全和既有地铁的正常运营。     

下穿输水隧道对北京地铁五棵松站的影响之数值分析

2条平行暗挖输水隧道从北京地铁五棵松站下方穿过,2条隧道中心间距为94 m,隧道毛洞顶部距离车站底板仅3717 m,属于近接施工问题。为了确保输水隧道施工时,地铁车站结构及轨道的安全,采用三维有限元仿真分析的方法对输水隧道开挖全过程进行模拟。通过对地表位移和车站顶、底板位移随开挖过程变化规律进行计算分析,得出需要对输水隧道扩大段、注浆通道和下穿隧道周围的土体进行注浆加固,才能确保地表和轨道位移不超过规范所规定的限值,并提出为了降低施工过程中,地铁车站两侧因不均匀沉降而产生的扭矩,需要在车站两侧采用对称施工的建议。     

管棚夯管法施工对周边环境影响分析

管棚夯管法施工对周边环境的影响不容忽视,诸如管棚施打和注浆时,所引起的噪音、振动、地层和既有结构的隆沉等不利影响。以浅埋暗挖法下穿既有运营车站施工为例,对管棚夯管法施工对周边环境的影响进行了监测、分析。结果表明:1)夯管法施工应采取"间隔施打,先中间、后两侧,先下排、后上排"的顺序进行,并控制注浆参数,从而可有效控制管棚施工对地层、既有车站变形、轨道沉降的影响程度;2)管棚的夯打和注浆直接影响既有结构和轨道的隆沉;3)管棚施工过程中,地层产生微小沉降,而既有结构表现为整体隆起。     

北京地铁四号线宣武门站下穿运营车站沉降控制综合施工技术

针对新建地铁车站下穿既有运营车站的工程特点,以控制沉降为核心,分别从管棚超前支护、开挖与初期支护、结构二次衬砌3个环节阐述宣武门车站下穿运营车站的沉降控制综合施工技术。大管棚施工采用国内先进的夯管工艺,配以袖阀式及分段后退式注浆技术措施;开挖前采用帷幕注浆,开挖、初期支护及二次衬砌期间采用全过程跟踪补偿注浆;开挖与初期支护期间采取加强措施改善平顶直墙结构的不利受力状态;二次衬砌创造性地采取分幅施作方案,以部分二衬结构代替支撑。通过实施一系列的技术措施,最终使既有运营车站的结构最大沉降仅为6.78mm,完全满足设计要求。     

越既有结构车站围护桩成桩综合施工技术

以哈尔滨地铁博物馆车站穿越既有地下商场及人防隧道结构为例,通过在施工过程中采用配截齿合金钻头的旋挖钻机穿越既有结构,同时对既有结构之间的空洞段采用钢护筒护壁的方法及钢筋混凝土密封措施,有效解决了穿越既有结构围护桩无法成桩的难题,达到了穿越既有结构围护桩快速简便成桩施工的目的。     

盾构下穿既有地铁区间隧道沉降控制研究

为探究既有区间在新建隧道盾构下穿过程中施工沉降控制方法与既有结构沉降变化之间的关系,依托深圳地铁10 号线岗厦北站—莲花村站区间(以下简称岗莲区间)左线隧道盾构下穿既有2 号线工程开展既有结构变形监测,结合现场监测数据,建立模拟隧道施工的计算模型,分析得到既有结构在下穿过程中变形与下穿施工控制方法间的关系。研究表明: 1)同步注浆等施工控制方式对既有结构初期变形影响较大,二次注浆对变形稳定时间及大小影响较大; 2)下穿过程需重视盾构土舱压力的维持,并采取保压措施,在较高水平上维持土舱压力,保持刀盘前方水土; 3)管片脱出盾尾后及时二次注浆,充分充填壁后空隙,在既有结构沉降较大时应及时二次注浆进行补救。     

地铁隧道穿越地裂缝施工对既有桥梁影响分析

以西安地铁二号线穿越长安立交和f6地裂缝段为例,利用ABAQUS有限元软件对地铁穿越地裂缝施工对既有桥梁建立三维模型进行模拟分析,并将现场监测数据与数值模拟结果进行对比分析,得出以下结论：1）地铁穿越地裂缝施工对既有桥梁桥墩具有一定的影响,对第3排桥墩沉降影响明显;2）地裂缝在短期内对地铁隧道开挖的影响不明显,需对地裂缝处结构进行长期监测。同时,建立了地铁隧道与地裂缝相距不同水平距离的二维模型,通过分析给出了在西安地区临近地裂缝开挖地铁隧道的建议最小设防距离为3倍隧道直径。     

新建地铁线路下穿既有车站的仿真模拟分析

以青岛某即将修建的线路下穿既有车站为例,利用有限元软件对地铁结构进行数值模拟分析,研究在硬岩地区,新建线路采用型钢格栅密贴下穿及采用CRD法近距离下穿2种方案引起的既有站底板位移变化的规律。主要结论如下:1)为了避免应力集中,下穿线路应尽量避免布置在既有线中柱下方。2)随着2条线路轨面标高距离的增加,开挖引起的既有线底板沉降及最大、最小主应力逐渐减小,当2条线路之间的净距达到3 m左右时,引起的底板沉降仅0.9 m左右,为密贴下穿的14.5%;最大、最小主应力为密贴下穿的75%左右。3)施工时应加强监控量测,必要时进行换撑施工线路二次衬砌。     

地铁盾构法隧道正交下穿施工对既有隧道影响分析

为了探讨新建隧道的施工对既有隧道产生的影响,以西安地铁某区间盾构隧道为背景,采用三维有限元数值计算方法,分析了新建盾构隧道正交下穿施工对地表及既有隧道结构的影响,得到了既有隧道管片位移、内力以及既有隧道上方地表沉降的变化规律。计算分析结果表明:正交下穿盾构隧道施工时,上方既有隧道与地表将会发生较大的不均匀沉降,同时既有隧道衬砌结构发生不均匀侧移和扭转,正交位置附近既有隧道结构下侧出现不同程度的拉应力,需要对正交区域内的地层进行加固。