上软下硬地层中拱盖法大跨地铁车站最优覆跨比分析

结合贵阳地铁某车站拱盖法施工,采用数值分析研究上软下硬复杂地层中不同覆跨比对地表沉降、拱顶沉降和地层应力分布的影响,提出最优覆跨比的确定方法。研究表明：随着覆跨比的增大,地表沉降和拱顶沉降均不断减小,但减小幅度在覆跨比超过0.4后减缓;随着盖挖法施工,车站上覆地层中大主应力方向产生偏转,产生土拱效应,土拱拱顶深度随着覆跨比的增大而增大;不同覆跨比下,超过30%的拱顶沉降和地层沉降均发生在拆撑施做内衬步骤;此类地质条件中盖挖法最优覆跨比可选为0.4。     

拱盖法在地铁车站施工中的应用

拱盖法是近年发展的一种新型的暗挖施工方法。文中介绍拱盖法工程原理、应用条件、施工工艺控制点及工程应用优缺点,并以重庆地铁5号线凤西路站施工为例,总结大跨度地铁车站拱盖法应用依据、施工过程、施工控制要点及风险控制措施,突显了拱盖法具有的环境影响小、工序少、效率高、施工安全可靠等优点,减少投资的同时可以提高工程质量,达到实现工程安全、工程质量、经济效益、社会效益的多重目标,为同类工程项目采用拱盖法施工提供有益的经验。     

辉绿岩侵入花岗岩地层条件下大跨度地铁车站暗挖施工方法比选

目的：青岛地铁6号线华山一路站处于辉绿岩侵入花岗岩地层而形成的复杂异质地层中，不同施工方法下车站开挖力学响应、围岩变形与地面沉降差异较大，需要从中优选出最优的施工方法。方法：依托青岛地铁6号线华山一路站(该站为辉绿岩侵入花岗岩地层复杂异质地层)工程，对CD(中隔壁)法、CRD(交叉中隔壁)法、双侧壁导坑法和初支拱盖法4种施工方法进行了三维数值模拟分析，对比了各施工方法下地面沉降、隧道洞周围岩变形和车站塑性区的分布规律，进而优选出合理的施工方法。结果及结论：车站开挖后围岩产生非对称变形，辉绿岩一侧的地面沉降及围岩变形均大于花岗岩一侧，辉绿岩一侧的塑性区也大于花岗岩一侧；双侧壁导坑法和初支拱盖法在地面沉降及围岩变形上的控制效果较好；在变形程度和破坏区域发展方面，双侧壁导坑法和初支拱盖法优于CRD法，CRD法优于CD法，所以双侧壁导坑法和初支拱盖法控制变形的效果较好，数值分析后认为这2种施工方法均可行。初支拱盖法是最优施工方法。监测结果表明，初支拱盖法在控制围岩变形和地面沉降上效果良好。     

暗挖拱盖法地铁车站拱部结构矢跨比影响分析

为研究暗挖拱盖法施工时拱部矢跨比对车站结构的影响，以青岛某地铁车站工程为例，基于有限元分析软件MIDAS GTS,对比分析站台宽度为11 m和13 m两种车站结构下，不同矢跨比对其结构受力与变形的影响。研究结果表明：当矢跨比从0.16增大至0.24时拱部施工阶段拱顶弯矩最大，弯矩先减小后增大，整体结构施工时拱部与直墙交界处弯矩最大；两种跨度的车站弯矩分别减少了42.1%和44.6%;轴力随矢跨比的增大而减小，矢跨比对拱部施工阶段的影响较大；矢跨比对结构变形的影响非常明显，拱顶沉降、拱肩沉降与拱脚净空收敛均减少了1/3左右。在考虑整体结构施工与车站结构合理跨高时，拱部矢跨比越大，结构越合理。     

暗挖地铁车站大跨度拱形中板的设计研究

为实现地铁车站站台层大跨度无柱功能,以青岛地铁1号线薛家岛站拱形中板的设计为背景,运用有限元方法分析研究不同形式中板在静力及地震作用下的结构受力特性。分析结果表明:(1)静力分析中,拱形中板较其他形式中板而言,仅轴力值较大,其余内力及变形值均相对较小;跨中弯矩在外侧水土压力作用下为负弯矩,并呈正比例变化;受空间作用影响,洞口梁及节点处应力集中明显,梁扭转效应明显。(2)抗震分析中,E2、E3作用下得出中板时程位移曲线,最大层间位移角均满足规范限值要求; E2作用下,拱形中板构件内力较非地震工况增幅约25%。     

基于拱盖法的超大断面暗挖隧道洞内逆作工法关键技术研究

基于拱盖法的超大断面暗挖隧道洞内逆作工法是借鉴"明挖逆作"的施工理念,采用双侧壁导坑法或其他分部开挖工法完成隧道拱部开挖与二衬拱盖施工,在拱盖形成后,隧道中下部断面通过永临结合的支锚体系和合理的施工组织,通过开挖支护与衬砌结构的逆作法施工减小工程风险,降低施工难度;在隧道中下部断面施工阶段,沿隧道纵向、横向、竖向进行三维空间施工组织,为隧道施工提供了充足的施工作业空间.目前,该工法已成功应用于重庆轨道交通环线一期工程民安大道站主体隧道工程建设.通过工程实践证明,该工法在降低工程风险、减小施工难度的同时,能有效提高施工效率、减少工程投资、节约工期.     

大跨暗挖车站拱盖法施工方案优化研究

依托贵阳市一临近既有建筑物的大跨暗挖车站工程,通过数值方法对其拱盖法施工过程进行模拟,分析施工过程中加固深度和位置对既有建筑物变形的影响,并提出优化方案。研究表明：既有建筑物变形集中在拆撑并施做内衬的过程中,施工中需重点监测;随着加固桩深度的增大,既有建筑物竖向和水平向变形均降低;随着加固位置逐渐接近既有建筑物,其变形也逐渐降低,但加固深度和加固位置均存在最优值。     

层状岩地层超大断面暗挖车站双层叠合初支拱盖法施工技术

文章围绕双层叠合初支拱盖法展开探讨,提出可行的技术方案,明确各个工序下所对应的技术要点,综合实际案例进行分析,最终结果表明该方式具有良好的可行性,所带来的工作面较大,在确保工程质量的同时还可以缩减工程成本,总体来说可行性较高.     

基于两种拱盖法修建的青岛地区上软下硬岩质地层大跨隧道结构稳定性研究

拱盖法是基于纵深刚度差异较大的“上软下硬”地层条件,在充分吸取盖挖法、双侧壁导坑法等工法的成功经验或者不足之处的基础上发展起来的一种暗挖大跨隧道修建技术,拱盖法主要有双层初期支护拱盖法和二次衬砌拱盖法。文章以青岛地铁某暗挖大跨车站为例,结合站址范围内上软下硬复合地层的特征,通过数值方法对两种拱盖法修筑的隧道结构稳定性进行分析研究。结果表明:1)二次衬砌拱盖法采用纵向9 m拆撑安全步距施工时,外层初期支护棚护作用的“空间刚度效应”不足以弥补其拱盖的“拱”效应,双层初期支护拱盖法修筑技术更有利于隧道变形控制;2)隧道下部岩体开挖时拱盖结构的承载、保护作用显著,但在相同等地质环境条件下,二次衬砌拱盖法施工对拱脚岩体的塑性破坏作用更明显,换言之即二次衬砌拱脚对岩基的强度和刚度要求更高;3)初期支护拱盖法结构受力控制部位为拱肩及拱脚,二次衬砌拱盖法结构受力控制部位为拱脚,后者拱脚控制内力约为前者的1.56倍,前者的“梁”效应比较明显,后者的“脚”效应比较明显;4)为地铁百年服务工程安全计,建议优先考虑采用双层初期支护拱盖法施工。     

重庆地区层状岩地层超大断面暗挖地铁车站施工工法比选

针对重庆地区层状岩地层暗挖地铁车站的特殊地质条件、超大断面及受施工工法影响显著等特征,建立了层状岩地层双层叠合初支拱盖法、双侧壁导坑法、中隔墙加台阶法数值计算模型,进行了施工工法适应性分析,并结合实际工程经济指标进行了对比分析。结果表明:双层叠合初支拱盖法的各项考查指标均能很好地满足控制标准,且3种工法对洞周收敛形态控制都较好,衬砌结构的安全性亦较高;同时该工法能较好地适应重庆地区的地质条件及经济性要求,具有工作面大、效率高、工序少、施工安全等显著优点,亦具有较强的经济适用性。建议在重庆地区层状岩地层超大断面暗挖车站施工中采用双层叠合初支拱盖法施工。