浅埋大跨暗挖地铁车站施工地表沉降分析

研究目的:针对浅埋大跨暗挖隧道地铁车站施工中,易产生地层的反复扰动、力学转换复杂等现象,引起地表过大沉降。本文主要介绍浅埋大跨暗挖地铁车站施工,通过对地表沉降的监控量测,分析变形规律,并对各种影响效应进行分析。研究结论:通过研究得出以下结论:(1)车站主体施工引起的地表沉降累计沉降平均为-36.31 mm,应该对地表沉降的限值进行修正,达到施工对周边环境影响最小,同时降低工程成本;(2)车站主体施工引起的地表沉降槽为:以车站中线为中心,拐点距沉降槽中心18 m左右,车站中线20 m以外地表沉降开始迅速减小,沉降分布范围为车站中心左右两侧约25~30 m;(3)车站主体施工引起的地表沉降主要发生在小导洞开挖支护和扣拱施工阶段,其地表沉降分别占到总沉降的48.47%和93.03%,尤其是小导洞开挖支护阶段,对地表沉降的贡献接近总沉降的一半;(4)该研究成果可为类似浅埋大跨暗挖地铁工程的设计、施工提供借鉴。     

新建电力隧道对既有地铁车站结构的沉降影响分析

某拟建电力隧道需穿越北京地铁5号线崇文门车站。为了研究隧道施工对既有崇文门车站结构所产生的影响,基于ANSYS软件建立近接隧道施工的三维数值计算模型,分析电力隧道开挖过程中地表及地铁车站结构沉降的变化情况,得到近接电力隧道施工引起的地表沉降最大值及既有地铁车站结构的最大沉降值,并确定了其最大沉降差与水平位移。研究表明:地表最大沉降满足地表沉降控制标准;电力隧道开挖时地铁结构横向及纵向沉降均在预测的沉降范围内。     

北京地铁6号线浅埋暗挖法车站施工地表沉降规律研究

对北京地铁6号线浅埋暗挖法车站施工引起的地表沉降规律进行研究,通过其中10个车站的地表沉降监测数据,分析地表沉降与车站埋深、开挖面积等影响因素的相关关系。研究结果表明:车站埋深与地表沉降不成反比;开挖面积相近时,东四站及其以东的暗挖车站地表沉降值明显大于其以西的暗挖车站;地表沉降区间频率曲线服从正态分布,地表沉降-40~-60 mm出现的频率最大;暗挖车站主体小导洞及桩柱体系、初支扣拱、二衬扣拱3个主要施工阶段引起的地表沉降比值为38∶14∶5;沉降槽反弯点与隧道中线的距离为10~14 m,地层损失率为0.3%~0.7%。研究结论可为类似车站周边环境风险评估及北京规划远期地铁线路起到指导作用。     

北京地铁10号线光华路站桩基础控制地表沉降

以北京地铁10号线光华路站为工程背景,根据车站中洞标准断面设计图和工程地质情况,采用有限元软件ANSYS建立其三维仿真计算模型,进行洞桩法施工过程中桩基础结构受力、周围地层土体的应力、位移变化以及地表沉降研究。结果表明:在地铁车站洞桩法整个施工阶段引起的地表沉降累计为14.8 mm,说明合格的桩基础可以将地表沉降量控制在小于30 mm规范要求之内;上部拱部土体开挖阶段引起的地表沉降量为6.7 mm,占地表沉降总量的45.0%,说明拱部开挖是整个施工过程的关键环节;施工过程中要加强拱顶超前管棚的等级和及时性,采取有效措施对拱部地层进行预加固或预支护处理,有效控制地表沉降和保证施工安全。     

浅埋暗挖地铁车站下穿既有线结构施工方法研究

以北京地铁5号线崇文门车站过既有线段为研究对象,对下穿既有线结构的新线地铁车站施工方法进行研究。采用三维有限差分软件FLAC3D,对柱洞法、中洞法和侧洞法3种大断面地铁车站施工方法的施工全过程进行三维仿真分析,研究地表沉降、既有线沉降、既有线变形缝两端结构差异沉降和塑性区分布。研究结果表明:3种工法下第1阶段开挖造成的地表沉降在总沉降中占主要部分,柱洞法施工造成的地表沉降和既有线结构沉降最小,中洞法次之,侧洞法最大;不同工法下相同位置处的变形缝两端结构的差异沉降趋势相同,洞室上方变形缝两端结构的差异沉降先增大后减小,远离洞室的变形缝两端结构的差异沉降始终增大;3种地铁开挖方法产生的塑性区基本位于洞室周围,但侧洞法的塑性区深入到既有线结构,影响既有线结构的安全运营。可见,柱洞法相对于其他2种工法具有一定优势,在地层沉降控制要求比较严格时,推荐首选柱洞法。     

多跨地铁车站洞桩法施工及控制技术研究

以石家庄轨道交通3号线三教堂站多跨洞桩法施工为例,采用现场调研与数值模拟相结合的方法,研究了车站开挖过程中自身结构受力状态及对周围环境的影响规律,并提出适宜的控制技术。结果表明:采取措施后,地表沉降量在影响最大的两个阶段得到控制,同时管线累计沉降量减小,且车站主体结构受力状态得到较大改善,表明了控制技术的有效性。     

大跨度地铁暗挖车站施工方案与优化

暗挖法是目前地铁车站修建的主要施工方法,但地铁车站结构断面形式复杂、尺寸大,地表沉降控制要求严格,加之暗挖施工方法多种多样,因此选择安全、经济的暗挖施工方法是地铁车站施工的关键。在青岛地铁2号线海川路站暗挖施工方案选择过程中,根据地表沉降控制要求和施工中揭露的地质条件,将原设计施工方案由环形导坑+台阶法变更为台阶法。技术经济比较和监测结果分析显示,方案优化后简化了施工程序,加快了施工进度,降低了施工成本,且地表沉降也控制在允许范围内。     

北京地铁某车站盖挖逆筑法施工技术

盖挖车站依据土建结构浇注顺序的不同,通常可以采用盖挖顺筑法、半逆筑法和逆筑法3种施工方法。北京地铁某车站3号基坑由于管线改移及交通疏解等原因采用盖挖逆筑法施工,文章对盖挖逆筑法施工进行了系统阐述和总结,包括盖挖逆筑法施工流程、基坑围护结构施工、主体结构施工、地表沉降监测、施工质量控制等。     

深埋多层大跨铁路车站施工对八达岭景区影响的数值分析

在国家著名风景区下面修建多层大跨交通车站结构,具有复杂的施工程序和较大的施工难度。随着如何验证在施工过程中,景区文物有没有受到较大影响,成为工程建设前必须要解决的现实问题。针对新建京张城际铁路八达岭地下站这一实际工程,利用ABAQUS软件,分别建立了在八达岭山体中开挖斜井、竖井群洞和车站主体结构施工的三维有限元模型,模拟了斜井开挖、车站施工过程中对围岩及地表环境的影响。数值分析表明,在推荐的施工方案下,围岩位移和围岩应力均没有超过允许值,地表沉降对景区影响甚微,为该工程的实施提供了依据和指导作用。     

新建车站零距离穿越既有地铁车站的施工保护措施及效果分析

新建车站零距离穿越既有地铁车站结构,势必会对其运营安全及结构变形产生不可忽视的影响。以南京某工程为实例,明挖基坑开挖通过与既有车站结构间增设一排隔离桩、对称开挖,暗挖施工采用上下台阶法进行开挖、左右导洞对称施工。根据有限元数值分析基坑开挖引起的临近地表沉降和既有车站结构的变形,沉降最大值为9.8 mm,既有结构新增最大沉降量2.9 mm,累计沉降量8.3 mm,可确保既有结构的安全。     

土压平衡式盾构机富水砂层施工的沉降分析及对策

依托土压平衡式盾构机在富水砂层中的施工实例,结合盾构机的工作原理和结构特点,总结盾构机在富水砂层中施工时的沉降规律,分析各阶段地面沉降的原因,有针对性的采取沉降控制措施,利用信息化施工手段,有效控制地面沉降。     

砂井联合超载预压控制软土地基路基工后沉降的优化设计

以经济效益为目标函数,软土地基路基工后沉降、沉降速率双控制指标为约束条件,建立了砂井联合超载预压处理软土地基的优化设计模型。通过一实例,采用遗传算法对控制工后沉降的3个主要设计参数:砂井间距、超载量和预压时间进行了优化求解。按优化的参数结果表明,通常情况下铺轨时加固区主固结沉降已完成,地基的工后主固结沉降大小主要取决于砂井底部的受压土层,控制的主要参数为超载量和预压时间,同时表明了作者所采用方法的有效性。     

富水砂卵石地层盾构施工沉降控制技术措施

依托兰州轨道交通1号线一期工程试验段盾构区间右线施工情况,对盾构施工期间的施工沉降控制进行探讨。施工中采用监控量测、回填注浆及地表注浆等技术措施,确保了盾构机在富水砂卵石地层中的顺利掘进,减少了地表及管线沉降,提高了隧道施工质量。     

长螺旋泵压CFG桩加固客运专线软土地基工程应用研究

研究目的:石武客运专线河南段郑州及周边地区土层以饱和粉土、粉细砂、饱和软粘土为主,施工过程中出现了地面沉降、桩周土体开裂等问题;为解决这一工程建设中出现的难题,研究采用长螺旋泵压CFG桩复合地基技术加固软土地基的施工方法,控制地表沉降变形,提高客运专线路基的工程质量。研究结论:通过对采用长螺旋泵压CFG桩复合地基技术加固软土地基施工方法的研究,提出了施工工艺流程和施工要注意的要点,并对施工过程中可能出现的技术问题进行了分析,提出了可采取的控制措施,实践验证此方法取得了较好的效果,可为类似工程提供借鉴。     

隧道施工地层扰动特性分析

研究目的:地铁修建过程中面临大量穿越或临近建(构)筑物的情况,为确保施工安全,应把握施工引起的地层变形规律。本文利用三维非线性有限元模型和相关解析理论,展开对隧道施工后在不同埋深和不同施工控制水平下地层变形规律的研究。研究结论:(1)隧道施工影响半径受埋深和施工控制水平的双重影响;(2)施工影响范围随拱顶沉降的增大而增大,当拱顶沉降增大到一定值后,影响半径达到最大值,此时地层发生剪切破坏;(3)在粉土和粉砂土为代表的典型复合地层中,地表沉降与拱顶沉降的关系、影响半径和拱顶沉降的关系、影响半径与地表沉降的关系分别可用考虑埋深影响的线性函数、二次函数、幂指数函数公式表示;(4)地表沉降斜率与地表最大沉降量的关系可用幂指数函数形式表示,埋深越大,地表沉降斜率越小;(5)本研究成果可应用于地铁穿越工程。     

盾构隧道穿越粉细砂层时的地表沉降分析

当盾构拱顶遇到粉细砂层,地表沉降累积值和速率均易超标。通过绘制单线盾构隧道地表沉降空间分布图,发现沉降大的区域与粉细砂层有明显的相关性。原因是粉细砂的粘聚力较小,自稳性差,容易受扰动坍塌,引起较大超挖。采用有限元软件Plaxis进行数值模拟。结果表明,相同盾构掘进参数下,含粉细砂区域的地层地表沉降明显偏大。     

无砟轨道-路基结构相似模拟试验研究

基于量纲分析法,设计模型与原型比例为1:4的无砟轨道-路基变形相似模拟试验平台,采用中砂、细砂模拟路基材料,掺膨润土砂浆模拟无砟轨道混凝土材料。通过底部节段变形板的设置实现不同路基变形波长的模拟,通过竖向调整装置实现沉降、上拱等不同路基变形量的模拟。依据上述方法搭建的试验平台实测的变形曲线与仿真分析所得的计算曲线能够较好地重合。试验表明,波长较短时,沉降传递至上层时峰值衰减越明显,波长越长时,沉降峰值衰减越小。     

地铁区间冷冻法联络通道融沉注浆施工技术探讨

在富水砂层中,地铁隧道的联络通道施工一般采用冷冻法对开挖土体进行加固,但联络通道结构完成且土层停止冻结后,冻土会逐步融化,土体体积缩小,从而引起路面沉降,影响行车安全,采用融沉注浆方法可及时有效填充冻土融化后的空隙,将路面沉降控制在可控范围内。文章从注浆原则、注浆孔布置、注浆材料、施工工艺等方面对冷冻法联络通道融沉注浆施工技术进行系统阐述。     

客运专线铁路砂桩处理软基沉降分析

客运专线铁路建设对路基工后沉降的要求十分严格,以京沪客运专线铁路昆山试验段的测试数据为依据,在分析砂桩处理软基方案合理性的基础上,总结了路基预压沉降测试数据的变化规律,并采用双曲线法进行了地基预压期间的沉降预测,基于预测结果,分别获取了该试验段一般路段与路桥过渡段的堆载预压相关设计参数,推测出满足工后沉降要求时控制预压期地基沉降速率的相关参数。     

砂层基础的运营地铁隧道异常沉降治理措施研究

砂层基础的运营地铁盾构隧道异常沉降极易引起管片破损、错台、渗漏和道床脱空剥离等表观病害,严重危及隧道结构及运营安全。因地铁运营线路治理环境的特殊性,难以及时采取隧外地面注浆的治理措施控制沉降,难以保障结构治理的时效性。因此,采取隧道底部钻孔注射超细水泥浆的治理方案,并通过跟踪监测对治理效果进行检验。结果表明,隧道底部注浆治理方案可快速有效地控制运营地铁隧道异常沉降。注浆之前应首先进行隧道渗漏治理,避免水土流失影响沉降治理效果。超细水泥因其浆液颗粒小、和易性好,可有效充填和固结砂层,同时避免注浆扰动基础引起的隧道二次沉降。通过跟踪监测,治理后的隧道沉降速率满足规范要求。