轨道交通标准化设计数据库开发及研究

研究目的:轨道交通标准化设计对设计企业发展意义重大,本文介绍某轨道交通标准化设计数据库系统的开发过程、开发内容,研究数据库平台、数据库结构形式及开发语言选择,剖析系统的关键技术,制订系统预期功能。研究结论:(1)标准化设计数据库系统的建立,需要充分考虑各专业特点基础上,选择合适数据库结构,同时数据库管理平台的选择需满足大容量、快速检索、成果共享外,还要保证系统的安全、高效、稳定;(2)使用SQL Server+VisualStudio建立的服务器/客户端数据库系统,能够满足标准化设计中的信息共享、安全存储和备份功能,提高效率并降低成本;(3)轨道交通标准化设计数据库系统的应用将在规范轨道交通设计、积累建设经验、发展城市轨道交通事业上发挥作用,并为类似标准化设计数据库的开发提供借鉴。

大直径盾构下穿既有地铁车站的施工模拟

大直径盾构铁路隧道下穿已经建成的某地铁4号线车站及近邻的地铁2号线车站,为确定设计方案可行性,保证车站结构安全及运营正常,采用三维有限元对盾构近邻施工过程及后期变形沉降进行分析。盾构外径11.97 m,与既有地下车站最近距离约4 m。通过三维模拟盾构掘进、同步注浆及管片脱出盾尾后受力情况,分析盾构施工对地铁的影响,提出降低施工影响的工程措施建议,为确定方案提供了依据。

复杂地质海底隧道设计

研究目的:台山核电海底隧道工程是我国首条盾构海底隧道,隧道外径9 m,穿越中风化岩层、软土、砂层及土石交界面,地质条件复杂且位于海底。主要工程特点:大直径、长距离、复杂地质条件下盾构施工。存在难点包括:隧道工法选择、纵断面设计、结构设计、盾构选型及刀盘设计、盾构穿越土石分界及孤石群处理方案。通过理论分析研究和工程类比,确定安全合理设计方案。研究结论:(1)本工程海底隧道设计采用复合式泥水平衡盾构,钻爆法结合盾构法施工,通用管片+二次衬砌的复合式衬砌模式,能有效解决复合地层长距离水下掘进难题;(2)复合式盾构刀盘设计、水下孤石爆破处理能有效地解决盾构在土石交界面掘进高风险、低效率的难题;(3)通过实践证明本工程设计能有效地解决海底隧道相关技术难点,施工风险得到有效控制,可为今后同类工程及海峡隧道研究建设提供借鉴。

HS模型在基坑开挖模拟中的应用

以天津国际贸易中心基坑工程为例,采用Hardening-Soil模型对基坑开挖过程进行数值模拟。为更好地模拟开挖过程中支护结构的时空效应,采用有限元分步计算围护变形和基底隆起及整体稳定性,并与实测值进行对比分析。结果表明,地下连续墙体前、后土压力实测值与有限元计算结果吻合较好,用Hardening-Soil模型计算的基底回弹变形量与现场实测值比较接近。

北京地下直径线大直径盾构隧道技术研究

以北京地下直径线双线大直径(Φ11.6m)盾构隧道的设计技术研究为背景,重点介绍了该盾构隧道的盾构选型、盾构管片结构计算、管片结构设计、管片防水设计等技术,并对该盾构隧道施工的设计要求做了简单叙述,对今后类似工程具有一定参考价值。

改善时速160 km以下铁路隧道养护维修条件的应对措施初步研究

时速160 km及以上的隧道断面既受控于建筑限界,同时受控于空气动力学效应,断面较大,能够满足大型机械养护维修作业需要;而时速160 km以下的隧道断面,由于隧道内道砟槽宽度小,不能满足大型机械养护维修作业要求,笔者观察了目前隧道维修养护作业环境条件,指出繁忙干线铁路特别是重载铁路隧道内大型机械养护取代人工养护作业的必要性和紧迫性,从加宽隧道断面道砟槽宽度、铺设无砟轨道等方面入手,分析了改善时速160km以下铁路隧道养护维修条件的应对措施,并进行经济性分析,研究结论中明确了加大隧道断面的标准。

石家庄六线隧道基坑围护结构形式的比较

以石家庄隧道为例,通过理论计算和数值分析,选择合适的基坑围护方案,最终确定了三道预应力锚索+两道钢支撑放坡开挖方案,指出该方案在工程进度、施工方案和结构安全等方面均满足工程要求,是经济合理的。

大直径盾构海底隧道设计与施工

文章以实际工程为例,介绍大直径盾构海底隧道设计、施工关键技术。通过理论分析和工程类比,确定安全合理设计方案。通过实践证明该方案有效地解决了海底隧道相关技术难点,施工风险得到有效控制。

装配式地连墙原型试验及受力变形特性研究

研究目的:地下工程的预制化是住宅产业化的一部分,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技术革新。本文在天津地铁6号线景荔道站进行装配式地连墙的现场原型试验,经开挖验证、工程实测及有限元数值模拟分析,验证装配式地连墙在地铁基坑工程实践中的适用性。研究结论:(1)装配式地下连续墙分段分幅自由,运输、吊装等方便,避免了现场浇筑地连墙混凝土,施工效率更高,同时降低对周边环境的影响,有效降低工程造价;(2)沿深度方向,基坑围护结构的侧向位移呈"两头小、中间大"的形状,地连墙的最大水平位移出现在约基坑深度的2/3附近;(3)装配式地连墙在开挖阶段的变形稳定、变形量可控,后期将基于文中的原型工程试验进一步扩大推广应用;(4)本文研究可为装配式地连墙相关的基坑支护设计和施工提供参考或借鉴。

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。

装配式混凝土梁钢套筒锚接接头抗弯性能研究

装配式结构凭借其施工质量有保障、生产效率高的优点发展迅速,但由于接头处受力的不连续性和不确定性,使得接头成为结构的薄弱环节。为了确保装配式结构安全推广和应用,采用模型试验和数值模拟相结合的方法,对混凝土梁钢套筒锚接接头的抗弯性能和破坏模式进行研究。结果表明:1)接头的受力过程分为线弹性、梁身混凝土开裂、钢筋与锚固胶滑移破坏等几个阶段; 2)接头最终的破坏形式是锚接钢筋与锚固胶之间的滑移破坏,结构破坏时钢筋应力接近其屈服强度,表明接头可以提供足够的锚固力; 3)可以采用黏聚力模型模拟钢套筒锚固接头抗弯受力过程,通过调整接头钢筋根数和直径可以满足不同截面大小的结构受力要求,可为该接头在装配式地下连续墙中的应用提供可能。

软土地区交叠盾构隧道对并行高架桥群桩的水平位移研究

为研究交叠盾构隧道施工对并行高架桥群桩的变形影响,进行有限元模拟计算,并对比实测数据验证,计算结果表明:在双线施工完成后,桩顶为最大水平位移处,桩身朝向隧道的水平位移呈“上下双S型曲线”,在下洞隧道上下2D深度内的桩身挠曲变形共产生4个水平位移极值点,且前排桩对于水平位移阻隔作用较小。在此基础上研究了不同隧道与群桩、交叠隧道净距的工况下,前排桩桩身水平位移的变化及不同注浆压力对水平位移的控制效果:隧道-桩的净距与桩顶水平位移呈正相关,与桩身上部水平位移极大值呈负相关,当净距小于等于4m时,桩身上部水平位移极大值大于桩顶位移值;改变交叠隧道净距时,桩顶仍为水平位移最大处并且位移值与净距呈负相关,当净距较小时,减小下洞注浆压力,增加上洞注浆压力,控制桩顶最大水平位移的效果较好。

微承压水作用下深基坑稳定的有限元分析

在总结地下微承压水对工程危害的基础上,分析了微承压水渗流对基坑工程的影响,尤其是支护上被动土压力的影响。利用有限元程序计算了考虑基坑中微承压水作用下的整体稳定性,绘制微承压水影响下基坑周边和下部土质中的渗流场,结合工程实例进行分析,得到了微承压水影响下的基坑稳定分析的量化结果。从而为工程实践提供了一定的理论依据。

地下工程结构单元防水技术探讨

地下结构防水等级依据工程重要性及使用要求,对结构整体提出相应防水标准。以轨道交通地下工程为例,通过对既有线结构渗漏点位置的总结及渗漏对环境及结构功能的影响程度,以结构单元防水概念进行防水设计,即在满足整体防水等级要求的前提下,对顶板、侧墙及底板等不同结构单元细化各自防水要求,区分防水措施。地下结构顶板渗漏影响乘客通行及机电系统的安全性,同时对周边沉降影响较大,故顶板外防水采用涂料+卷材的加强形式,其中涂料作为顶板主防水材料;其他结构单元采用常规单道卷材的防水形式。修改后的防水方案通过天津轨道交通新建地下工程实践检验,防水效果有明显提升。采用结构单元防水是对现行防水标准精细化设计的探索,对其他地下工程防水设计有借鉴意义,具有一定推广价值。