盾构扩挖法建造地铁车站的支撑方案优化

采用盾构扩挖法建造地铁车站的关键问题是支撑方案的选择.选择北京地铁10号线三元桥车站自起始里程开始的18.6 m长的区段作为试验段,进行部分拆除盾构管片后结合明挖法拓展建造地铁车站的方案研究.根据试验段的施工步骤,选取3种方案的最不利工况以及方案3第2道横支撑换撑后在管片开口部位施加附加支撑的3种工况,共6种工况,采用荷载一结构模型,考虑管片和内支撑的共同作用,建立三维有限元模型,对支撑方案进行优化.结果表明:第1道横支撑在施做底部临时支撑后可以拆除;第2道横支撑可以在管片上钻孔一次性架设,也可以先架设在管片外侧,待拆除部分管片后再换撑到隧道内支撑的纵向连接上;第2道横支撑换撑后在管片开口部位不需要施加斜撑和竖撑.     

基于神经网络的双模盾构复合地层掘进参数预测模型

依托深圳市轨道交通12号线怀德站-福永站区间隧道工程,基于EPB/TBM双模盾构穿越地质参数和现场掘进监测数据,采用BP神经网络方法建立双模式盾构掘进参数预测模型,分别对地层参数及掘进模式进行量化,将刀盘扭矩、刀盘转速、螺旋机转速、总推进力、隧道埋深、围岩等级、岩石单轴饱和抗压强度及不同掘进模式作为输入参数,预测出在不同掘进模式及不同地层条件下的设备掘进速率,针对3类典型地层的预测结果进行可视化分析验证,并对预测模型精度进行改进分析。结果表明：神经网络预测模型在TBM模式下的微风化段平均相对误差为8.6%,EPB模式下的强风化段平均相对误差为10.6%,EPB模式下的中风化段平均相对误差26.2%;该模型对强风化段及微风化段等地层强度变化较为稳定的地层预测精度较高,同时,该预测模式适用于22个隐层神经元并对掘进速率采用直接放缩的方法。     

大直径地铁盾构隧道下穿高铁明挖隧道方案研究

天津某地铁盾构区间超深埋隧道下穿京津城际线解放路明挖隧道,工程处于软土地层,地质条件差,工程风险大.为探究盾构下穿对高铁明挖隧道的影响,首先对高铁明挖隧道现状进行调查,对外径6.6 m双线盾构依次下穿高铁明挖隧道4种方案的优缺点进行比选分析,并运用有限元数值模拟手段对优选方案进行分析计算.结果表明:(1)高铁明挖隧道现...     

盾构扩挖地铁车站对邻近建筑物影响分析

广州地铁六号线东山口站采用盾构扩挖解决了城市地铁盾构在不具备设置接收井的条件下进行施工的难题。结合盾构扩挖法施工,研究了施工中对周围邻近建筑物的影响,采用有限差分软件FLAC3D对地层与建筑物的相互作用进行三维数值模拟分析。分析结果表明,在扩挖阶段,无论从建筑物的内力变化量上,还是建筑物基础沉降值或沉降差值上都要明显大于盾构阶段,并且建筑物底部结构的变形量大于顶部框架结构,结构底层柱和梁的内力变化趋势不同,应加强重点构筑物的监测,以防基础沉降差过大造成框架结构的破坏。     

大粒径富水砂卵石地层泥水盾构刀盘脱困技术

泥水盾构穿过大粒径砂卵石地层时刀盘被卡住的情况很容易出现,不仅延误工期还会给工程增加预算。以兰州地铁1号线I期工程为依托,总结并分析已建地铁项目以及本项目实际施工中遇到的刀盘卡住情况及处理措施,形成一套对于大粒径砂卵石地层的刀盘脱困技术。相关技术经验可以为后续大粒径砂卵石隧道以及类似工程中刀盘脱困以及盾构安全快速掘进提供借鉴和指导。     

地铁盾构隧道穿越瓦斯地层的施工技术

介绍了武汉轨道交通2号线一期工程汉口站至范湖站区间盾构隧道成功穿越低瓦斯地层的地质及施工情况.就目前的技术水平和存在的不足,提出了瓦斯地层勘察的基本要求.分析了瓦斯地层修建隧道的风险因素和风险源.针对性地提出了瓦斯地层隧道的电气设备防爆改造、监控监测系统、隧道通风系统、盾构掘进参数、施工工艺、人员培训等方面的技术措施、方案和技术参数.     

地铁盾构隧道内径扩增对结构抗变形能力影响研究

隧道内径扩增是盾构隧道工程的发展趋势,而内径扩增后的管片抗变形能力仍值得探讨。基于南京地铁9号线工程,通过几何相似比为1∶10的模型试验,研究内径由5.5 m扩增至5.8 m对隧道结构抗变形能力影响,并提出内径扩增后的管片厚度优化建议。结果表明,正常加载阶段内,管片的收敛变形、应变和拱顶弯矩近似线性变化且增速较低,而在超载阶段内则均表现为非线性迅速增加;管片内径增大导致其整体变形、局部应变和弯矩均增大,且在超载阶段内尤为明显,使管片处于偏不利的受力状态,深埋条件下管片内径由5.5 m扩增至5.8 m导致其水平、竖向收敛值均增大了14.94%;增大管片厚度可有效控制收敛,尽管导致结构弯矩和偏心距增大,但最大结构拉应变/应力下降,在控制变形方面有较好的效果,也使管片整体处于更安全的受力状态。     

岩质地层隧道风井施工变形合理开挖步长研究

本文通过数值模拟方法,研究岩质地层不同开挖步长下隧道风井变形规律,基于变形控制角度,探讨隧道风井合理开挖步长。结果表明：(1)不同开挖步长下风井总位移均表现为竖井底部变形大、距离底部越远变形越小、开挖步越长变形值与影响范围均越大。(2)开挖竖井阶段,竖井开挖面隆起呈线性增长,随后由于衬砌施作隆起值降低,且在横通道开挖阶段再次缓慢线性增长,开挖步越长风井变形越大。(3)沿竖井深度方向,侧移量基本呈线性增大,横通道拱底隆起和拱腰收敛值均呈现距既有隧道越远变形越大;随开挖步长增大,竖井井壁侧移量与横通道断面变形均逐渐增大。(4)可考虑竖井开挖步长1.5 m、横通道开挖步长1.0 m方案。     

厦门越海隧道盾构施工若干技术难题及对策

针对厦门2号线越海段盾构施工过程中出现掘进参数异常、刀具磨损严重及异常失效、堵管等工程难题,通过地质补勘,发现局部存在极硬而多裂隙的破碎带复杂地层。基于此,对越海隧道盾构施工技术进行探讨研究,创造性地提出了海上注浆加固技术,并对刀盘上的滚刀结构进行重新设计。后续施工过程刀盘推力恢复至21 000~22 000 kN之间,掘进速度维持在2~4 mm/min,达到正常掘进水平,同时降低了刀具的异常磨损和消耗。有效解决了盾构海底穿越破碎带复杂地层的难题,使得盾构顺利掘进,可为后续类似盾构越海施工提供指导。     

盾构隧道穿越上软下硬地层施工力学特性分析

上软下硬复合地层在盾构施工中常常造成盾构掘进姿态不佳及地表塌陷,严重时还可能导致管片局部出现破损。结合深圳地铁7号线穿越上软下硬地层的工程实例,采用数值模拟方法研究盾构隧道穿越上软下硬地层段("由软入硬"与"由硬入软")的施工力学特性,对地表及管片拱顶沉降、管片应力的变化规律进行分析,研究结果表明:盾构在穿越上软下硬交界地层过程中,地表沉降出现显著增大(增量最大可达1 cm),拱顶不均匀沉降的现象较为严重;对较软侧地层进行适当加固,可以有效减小上软下硬地层交界处的地表及管片拱顶沉降,同时能够降低"由软入硬"段管片的应力水平。     

单线地铁区间盾构隧道管片结构设计

介绍单线地铁区间盾构隧道管片结构设计中的相关技术，其中包括管片的类型，结构特征，环向和纵向力学模型，地震和相邻结构物对管片的影响，以及配筋设计和检算内容等。其成果将对我国单线地铁区间盾构隧道管片结构的设计提供指导。     

北京地铁无水砂卵石地层盾构施工技术难点及施工对策研究

针对土压平衡盾构在砂卵石地层掘进中经常出现土压建立困难,刀盘推力与扭矩大且磨损严重,经常出现刀盘"卡死"、螺旋输送机磨损严重及抱死现象,采取对土体进行塑流化改良、刀盘改造及刀具优化、调整注浆配比等措施,很好地控制了地面沉降,确保了该区间的顺利贯通。     

PBA法扩挖大直径盾构隧道修建地铁车站时结构关键节点的受力分析

北京地铁14号线东风北桥站至阜通东站区段隧道采用土压平衡盾构修建,并采用PBA (Pile-Beam-Arch)法小规模暗挖拓展形成地铁车站.将扩挖过程中车站结构的关键节点分为管片接头、K管片分块连接处、纵梁与管片连接处以及主拱初支与K管片连接处4类.根据关键节点的结构形式,采用三维非连续接触模型模拟施工过程,分析关键节点的变形和内力.结果表明:管片接头和K管片分块连接处变形满足要求;施工过程对管片内力重分布影响很大,部分连接螺栓超出抗拉强度;顶纵梁与顶管片连接处在对称开挖情况下未产生相对滑移,但有略微分离现象,造成顶纵梁抗剪键超出抗拉强度;底纵梁和底管片连接处未出现相对滑移和分离;主拱初支与K管片连接处的焊缝强度满足要求.由此可见,本工程中车站结构基本处于稳定状态,只有局部需要加强.     

全断面硬岩及地层转换时地铁盾构隧道掘进参数分析与优化控制

针对某地铁区间地层为全断面硬岩、软硬混合地层及残积土层复合地层条件下盾构施工遇到的技术难题,通过盾构掘进参数分析,得到了硬岩段及地层转换时施工参数的变化规律。通过采取刀具优化配置、合理安排刀具更换时机、掘进模式选择、掘进参数合理匹配、同步注入泡沫及跟踪二次注浆等措施,实现了在硬岩段间杂软弱岩的地层中及软硬岩地质界面处盾构快速、安全掘进施工,拓宽了盾构的应用领域。     

矿山法扩挖盾构隧道修建地铁车站技术

论述矿山法扩挖盾构隧道这种修建地铁车站的新技术.广州地铁6号线东山口站利用该技术,成功解决了盾构过站和修建车站站台隧道之间的矛盾.结合东山口站的工程实践,分析该技术的特点及良好的使用效果.     

地铁盾构垂直下穿加油站风险分析及控制措施研究

随着城市轨道交通线网加密及地下空间不断开发,后建线路不可避免需要下穿加油站等地下构筑物.以武汉市轨道交通7号线某盾构区间垂直下穿某加油站为背景,对地铁盾构下穿加油站风险及相应风险控制措施进行研究.利用Peck公式及有限差分分析方法对盾构下穿过程进行计算,预测盾构下穿加油站过程中油罐室变形;考虑油罐室爆炸极端情况,对隧道...     

地铁盾构区间近距离下穿顶管隧道力学响应及沉降控制标准研究

为解决郑州地铁4号线盾构区间隧道近距离下穿既有交通工程顶管群隧道变形控制问题,采用数值分析和现场监测的手段,揭示了地铁盾构隧道下穿施工对既有顶管群隧道结构变形的影响规律,建立以数值模拟为基础、以隧道管节接缝允许张开量和结构线形允许最小附加曲率半径为控制目标的既有顶管隧道沉降控制标准,并通过现场监测印证了数值计算结果的正...     

地铁盾构隧道施工安全及事故分析

通过分析北京、广州等城市地铁盾构施工过程中发生的安全事故,总结事故发生的规律和特点,充分吸取教训,据此制定防范技术手段和相应的安全管理措施,确保盾构隧道的施工安全。     

富水软弱地层盾构隧道施工端头加固技术研究

隧道盾构施工过程中,进出洞施工最容易发生工程事故。以南京地铁2号线莫愁湖至茶亭区间茶亭站到达端头加固施工为例,针对富水软土地层的实际条件,提出盾构隧道端头地层加固措施以及施工方法和工艺。通过后期加固检测表明,该加固方法已达到预期目的。     

基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站的结构方案及其关键节点受力和变形

针对北京地铁14号线将台车站结构方案存在的不足,提出1种基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站的塔柱式结构方案,并建立三维非连续接触模型,研究塔柱式结构关键节点的受力和变形.结果 表明:盾构隧道和车站2边主体结构的施工,对管片纵缝的张开和错台影响显著,但对管片环间错台影响不明显;横通道施工对管片纵缝的张开和错台影响较小,开口环...