公铁合建双层盾构隧道设计关键技术

为解决公铁合建双层盾构隧道面临的总体布置、结构设计、汽车与地铁车辆联合振动以及通风排烟等技术难题,以武汉长江公铁隧道和济南黄河济泺路隧道工程实践为基础,采用方案综合比选、2.5维数值计算等方法,对公铁合建双层盾构隧道设计关键技术进行系统研究。结果表明:1)通过对隧道平面、纵断面和横断面的合理优化布置,并在废水泵房段、疏散楼梯段采取特殊布置方案,可减少公铁合建盾构隧道地下空间占用,并提高断面利用率,减小盾构隧道外径;2)采用半预制半现浇的管片+非封闭内衬结构型式,能充分发挥内部结构与管片衬砌的联合承载作用,显著减小河床冲淤作用;3)汽车与地铁联合振动作用对隧道影响较小,隧道基底饱和粉细砂地层不会发生液化;4)地铁隧道采用分段纵向烟道,可解决地铁长大区间无风井条件下的排烟难题,同时提高疏散便捷性,并大幅降低建设难度;5)公铁合建隧道在运营管理上不可避免地会出现交叉和影响,建议在管理界面划分和投资分劈上提前研究,便于决策。

富水混合花岗岩地层地铁隧道施工中地面注浆止水帷幕的设计参数优化

[目的]富水混合花岗岩地层新建隧道施工受地下水的影响显著,通常采用地面预注浆形成止水帷幕的措施来降低地下水对隧道施工过程的影响。但止水帷幕设计参数的选择大多以经验为主,可能存在隔水效果不佳、水位降低显著导致地层沉降超限,以及隧道周围突涌水等现象,故需要对富水混合花岗岩地层注浆帷幕设计参数进行优化。[方法]依托广州地铁18号线番禺广场站—南村万博站区间工程,基于正交试验设计,通过数值模拟分析了止水帷幕设计参数(帷幕深度、帷幕厚度、帷幕渗透系数及帷幕与隧道间距离)对注浆隔水效果的影响;采用SPSS软件进行多元线性回归分析,拟合了选取止水帷幕设计参数的经验公式,获取了止水帷幕最优设计参数并进行工程应用。[结果及结论]止水帷幕的影响因素按影响程度排序依次为:帷幕渗透系数、帷幕深度、帷幕厚度、帷幕与隧道间距离;现场选取的止水帷幕设计最优参数中,帷幕深度为58 m、帷幕厚度为2.0 m、帷幕渗透系数为1×10-10m/s、帷幕与隧道间距离为0.5 m。现场工程实践表明,采用最优参数后,止水帷幕降低地下水位效果较好,隧道开挖时的围岩稳定且开挖面干燥,地下水对隧道开挖的影响得以有效降低。

综合管廊与地铁及地下空间的共建案例分析

城市地下空间功能差别大且分属不同主管部门,对于综合管廊此类线性市政工程,在通过地铁车站、地下空间商业开发区段时,常常被迫中断。深圳地铁13号线共建综合管廊工程结合了地铁车站的建筑特点与地下空间开发的需求,实现了设计统筹,为综合管廊与地铁及地下空间的共建提供了标准的解决方案。综合管廊位于地铁车站附属下方共建时空间布局最合理,可以节省20%~38%的投资,同时综合管廊与地铁区间及地下空间共建时,也可以节省投资20%左右,经济效益显著。

填海区小曲线地铁盾构隧道设计施工关键技术分析

小曲线半径地铁盾构隧道施工难度大,尤其是位于填海区深厚淤泥和填石层时,其安全控制更是工程界亟待解决的难题。文章依托深圳地铁13号线工程,详细介绍填海区地层中修建小曲线地铁盾构隧道的设计施工关键技术,包括改造盾构机、定位加固地层、处理锚索和采用小幅宽管片等措施,相关经验可为其他类似工程提供参考和借鉴。

大型地铁隧道局部垂直冻结加固技术研究

大型地下工程如何进行精准、可靠的冻结加固一直是困扰施工者的主要难题之一。以广州地铁3号线机场段隧道冻结加固工程为例,从冻结壁设计和冻结孔设计两个方面入手,介绍了大体量冻结工程的设计方法,并根据现场实测数据,对该工程冻结过程温度场演化以及关键技术指标的形成情况进行分析。研究结果表明冻结壁设计平均温度-10℃、厚度3 m(底部平底4 m)时,冻土帷幕的总体承载能力足够满足项目需求。在不具备明挖和水平加固条件下,垂直冻结技术的应用能够节约能量,有效降低了项目成本,也为后续类似工程的开展提供了参考依据。

地下空间与地铁高质量发展设计探讨

随着城市的更新和发展,道路交通供需矛盾、城市基础配套设施不足等问题日渐突出。文章以深圳市南山区科苑大道地下空间综合开发项目为例,结合城市更新、地铁车站、综合管廊、路面改造等多个方面同步设计,从城市全局角度考虑地下空间问题,利用众多创新手法进行研究探讨,以实现地下空间与地铁高质量发展。相关经验可为其他类似地下空间综合开发项目提供参考和借鉴。

富水软弱地层盾构区间近距离下穿既有运营地铁区间设计关键技术研究

新建地铁区间近距离下穿既有运营线路的情况越来越多,特别在富水软弱地层,地下水位高、土层压缩性高、承载力低,在下穿过程中极易造成既有区间结构较大变形,影响既有运营线路安全。本文以天津地铁4号线盾构区间近距离下穿既有9号线区间为例,通过采用合理的技术措施,保障了工程的顺利实施。此外,通过数值模拟分析了盾构下穿既有线时的变形情况,并与施工实测数据进行对比,变形趋势基本一致,可为后续类似工程提供参考。

深圳地铁重叠隧道设计与施工技术要点

深圳地铁重叠隧道是国内第一个整座区间采用锚喷构筑法施工的地铁隧道,该隧道所处地质条件差、与周围建筑关系复杂,设计施工难度大。六年前,为了达到安全、可靠、经济的目标,集中了国内相关技术力量,对重叠隧道工程的设计与施工开展了一系列研究,解决了许多关键性技术难题,探索出了一套先进、科学的设计方法和施工工艺,确保了该隧道按期顺利建成。隧道已经过近2年的运营,目前状态良好。为了推广应用其建设经验,文章对重叠隧道设计、施工中的关键技术进行了总结。

紧邻地铁隧道深基坑支护技术及监测分析

为确保既有轨道交通线路的正常运营,必须严格控制轨道交通线路周围施工对运营线路的影响。以广州市某运营地铁隧道侧方深基坑工程为背景,对深基坑紧邻地铁隧道侧的支护设计、施工方案及地铁隧道变形监测结果进行分析总结。主要得出以下结论:1)需严格控制紧邻地铁隧道侧深基坑的施工,选择合理的基坑支护设计和施工方案对地铁隧道的结构安全至关重要;2)紧邻地铁隧道侧分段施工,部分区段采用双排桩加直撑的支护形式,在提高支护刚度的同时方便基坑开挖,且施工时预留土台,可有效控制双排桩的变形,降低对地铁隧道的影响;3)通过变形监测分析,地铁隧道变形满足规范要求,同时能确保基坑的安全。

基坑开挖中既有下穿地铁隧道隆起变形分析

为了研究下卧隧道的隆起变形规律及其影响因素,结合南京火车站站前广场龙蟠路隧道西段上跨地铁1号线双线盾构隧道的基坑支护工程,开展了坑内满堂加固、人工抽条和桩板支护等盾构隧道抗隆起措施设计。采用三维有限差分程序FLAC3D对基坑支护及其开挖的全过程进行了数值模拟,并通过与现场实测数据的对比分析,研究了地铁隧道的变形规律及其影响因素。分析结果表明,数值模拟可以实现施工全过程的动态开挖;在小位移变形的情况下,地铁隧道变形和土层位移基本一致;基坑软土开挖采取旋喷桩满堂加固与桩板支护相结合的加固措施可以有效控制地铁隧道的隆起位移。

通道开口对超大直径盾构法车站结构力学行为影响研究及结构优化

针对狭窄空间地铁车站施工困难以及明挖施工造成道路长期封堵等工程现状,提出采用顶管法结合超大直径盾构隧道暗挖地铁车站的工法。针对工法中拆除管片后,未拆除管片轴力骤降,附近纵缝剪切和抗弯性能降低的结构特性,同时也为体现管片空间力学特征,文章提出采用基于荷载-结构模式的壳-接触计算模型,研究在拆除管片和拆除内部支撑的两个关键工序中结构的整体力学性能,确定上述暗挖车站新工法隧道开口时衬砌管片、管片接缝和内支撑体系协同受力特征,并据此提出结构优化方向:①调整衬砌开口位置上部第一个纵缝,使其远离开口上边缘,可明显减小衬砌结构变形,降低该纵缝环向螺栓拉力;②建议在拆除内部支撑、完成顶管通道与盾构隧道连接之后,再施作车站中板;③顶管通道与盾构隧道衬砌实际连接形式难以确定,建议设计时取刚接、铰接包络设计;④增强衬砌环间整体性可有效控制结构响应。

地铁隧道沉降变形监测系统数据库设计

研究地铁隧道变形监测系统数据库设计方案。数据库系统存储和管理监测系统海量数据,提供上位数据发布的基本数据来源。基于监测系统工作原理,按功能模块分析系统需求,经过概念及逻辑结构设计构建数据库,并利用表分区对数据库进行维护。

市政下穿隧道与地铁车站合建设计

按照规划,成都市一环路某下穿隧道与地铁车站位于同一路由。简要介绍下穿隧道的地理位置、主要技术标准,以及隧道的平面、纵横断面、结构类型等。重点介绍下穿隧道与地铁车站的位置关系、结构处理方式、设计施工要点等。为了解决2个工程分期建设造成工程浪费、施工风险大和多次影响道路交通,以及先期工程未给后续工程预留施工条件,导致后续工程无法实施等问题,经过方案比选,采用了隧道和车站空间"上下重叠",隧道底板与车站顶板"共板",隧道侧墙与车站侧墙"上下对齐",2个工程同步设计、同步施工的合建方法,得出隧道与车站合建的设计施工方法是可行的,以期为今后类似工程设计提供借鉴及参考。

地铁隧道穿越地裂缝带的结构抗裂预留位移量

西安地铁穿越多条活动地裂缝带,地裂缝未来活动对地铁隧道结构造成严重威胁。论述西安地裂缝成因、活动方式和剖面特征,对未来地裂缝活动趋势和地铁设计使用期内地裂缝最大垂直位移量进行分析和预测。通过浅埋暗挖马蹄形地铁隧道穿越地裂缝带的三维有限元数值模拟,得出当地裂缝垂直位移量达到20cm时隧道出现开裂破坏,隧道结构抗裂设计时需分段设缝和扩大断面以适应地裂缝的大变形。基于数值模拟结果,建立地裂缝作用下地铁隧道与地裂缝正交和斜交条件下分段隧道三维运动位移模式,确定正交和斜交条件下结构抗裂的垂直位移、横向位移和轴向位移预留量。其结果可为西安地铁隧道穿越地裂缝带的结构设计提供参考。

地铁隧道-地层动力相互作用模型试验参数设计

以西安地铁2号线为研究原型,根据模型试验相似准则,设计了列车荷载作用下地裂缝-地铁隧道-地层动力相互作用试验模型。根据试验需求及场地条件,确定采用模型试验箱进行试验,模型试验箱考虑了地铁隧道与地裂缝的不同交角,可以分别模拟地铁隧道与地裂缝呈90°正交、60°斜交、30°斜交的情况,同时,试验采用激振器模拟了不同频率的车辆振动荷载。根据相似原理,合理确定了几何参数、地铁隧道及围岩材料参数、动力加载方式及动力试验参数,以期通过模型试验来研究地铁隧道-地裂缝-地层在列车振动荷载作用下的动力响应规律,为列车振动控制措施研究提供参考。

超大断面地铁隧道的设计方案研究

南京地铁4号线蒋王庙站—王家湾站区间隧道断面面积达290 m2,通过数值模拟分析对其设计方案进行了研究。结果表明:该地铁隧道断面高宽比取0. 64是合理的,可提高隧道建筑净空使用率;针对不同断面形式分别采用双侧壁导坑法、CD法和CRD法,大、小断面隧道嵌套开挖,可降低对围岩的扰动;相接部位逐步挑高扩挖,提高隧道支护设计参数,可以确保施工安全;先行开挖小洞对隧道整体安全和裂缝控制有利。

广州地铁五号线岩溶地区盾构隧道工程技术研究

为解决广州地铁五号线(草暖公园—小北站区间)盾构施工难题,采取以钻探为主,高密度电阻率法进行地面物探,总体探查溶洞分布情况;利用电磁波对部分加密深孔进行CT剖切面勘查,判断溶洞边界;结合溶洞注浆孔布置,进行加密钻孔,直观掌握溶洞及充填物状况,合理确定并实施了溶洞处理方案。采用了分区及跳注方法进行溶洞处理,通过盾构掘进参数优化组合和碴样分析等手段,实现盾构信息化施工。盾构施工方案有效地防治了地面沉陷,确保了盾构顺利通过溶洞群,为岩溶地区地铁盾构隧道工程提供借鉴经验。

北京地铁浅埋暗挖折返线工程结构设计与施工

研究目的:针对北京地铁10号线劲松站至终点站折返线区间具有结构形式多样、工程水文地质条件差、地面建筑物及地下管线情况复杂和施工组织难度大的特点。通过对该工程施工过程中的重点和难点问题的分析,提出第四系地层中地铁折返线区间设计及施工关键问题的解决方法。研究结论:第四系地层中修建地铁时,设计应考虑化解断面差异、减少断面过渡、预加固中间土体,按照影响程度的不同采取不同等级的建筑物保护措施;地面无管井降水施工条件下采用辐射井及洞内降水措施。同时,严格按照浅埋暗挖关键工序进行施工,即可解决工程重点难点问题,保证施工质量。

几种盾构隧道管片设计方法的比较

针对盾构隧道管片设计中各种方法的适用性问题 ,本文使用国内外常见的四种管片设计方法 ,以深圳地铁的盾构隧道为基本对象 ,对几种设计方法进行了比较研究 。

地铁明挖隧道衬砌结构模型仿真与优化

北京某地铁隧道采用明挖法施工,运用Ansys软件对其衬砌结构进行数值模拟计算,得出结构的变形和内力分布规律,并据此对结构的断面尺寸和构造进行优化处理,以便为类似工程提供经验和参考。