冷冻暗挖法在福州地铁车站下穿既有线路中的应用

福州地铁4号线城门站与既有1号线城门站呈90°正交,其主体结构施工存在零距离下穿既有线路、穿越含弱承压水地层与大断面暗挖施工三大难点。以该工程主体结构施工为例,从冻结帷幕设计、支护设计、结构注浆及融沉补偿等方面分析了冷冻暗挖法在零距离下穿既有线路施工难点与对策。实践表明,采用水平冻结止水帷幕,CRD矿山法,水平注浆加固工法对该工程实施冷冻暗挖施工是成功的,可为类似工程冷冻暗挖施工提供参考。

城市轨道交通LTE-M无线通信系统跨线漫游方案研究

随着各城市轨道交通线网规模的增长,为满足列车跨线运行、多线换乘站统一运营调度等需求,提出LTE-M无线通信系统的跨线漫游通信方案。通过研究3GPP TD-LTE标准架构和LTE-M漫游原理,结合城市轨道交通实际特点,参考LTE-M系列规范,提出线网共建演进分组核心网(EPC)、线路间EPC全连接、增强型归属用户服务器整合、线网EPC虚拟化部署等4种漫游通信实现方案;为进一步指导方案建设及落地实施,从接口设计、线网规划、号码规划等方面进行相关配套设计。在当前受专用频段资源分配等因素影响,城轨领域尚不具备成熟条件开展5G专用无线通信系统大规模建设的情形下,为各城市轨道交通线路LTE-M无线通信系统的建设及改造提供参考。

成都地铁18号线行车组织模式分析

成都地铁18号线是通往远郊的市域轨道交通线路,采用传统行车组织模式会导致远郊出行时间超过通勤时限要求,因而需要研究既能吸引客流又能提供旅行速度的行车组织方案。从成都地铁18号线的功能定位出发,提出2种行车组织模式的应对方案,即快慢车模式(服务相同线路不同出行目标的需求)和跨线运营模式(服务不同线路相同出行目标的需求),以构建一线多功能的快线系统,实现线网效率的最大化。此外,还提出了跨线运营的主要技术要求、行车组织模式的概念,以及应对功能复杂、客流需求差异化的行车组织模式。

北京地铁大兴机场线矩形断面大跨度隧道上穿施工时对既有线结构变形的控制

目的:新建地铁线路上穿既有线时,若穿越的地层浅薄,地质松散软弱,则需选择合适的施工方法来有效控制既有线的结构变形,以保证既有线的运营安全。方法:依托北京地铁大兴机场线磁各庄站—草桥站区间矩形断面大跨度隧道上穿既有地铁10号线草桥站—纪家庙站区间盾构隧道工程,研究施工期间对既有线变形的控制。对施工方案进行比选,运用FLAC3D软件模拟施工过程,预测既有线隧道及道床的结构变形,总结施工过程中的既有线结构变形规律,进而确定关键工序的变形控制措施。在实际施工时密切监测既有线结构变形指标,并对实际监测结果和预测结果进行对比分析。结果及结论:通过方案比选,确定了采用PBA法(洞桩逆作法)暗挖上穿施工。制定了管幕、分段分层开挖均衡卸荷、预应力锚索及底板下低压注浆等关键工序的变形控制措施。根据模拟预测结果,既有线隧道结构底部最大上浮值为0.41 mm,顶部最大上浮值为1.72 mm,符合累计最大变形2 mm的控制要求。根据实际监测结果,既有线隧道结构上浮1.32 mm、水平收敛1.00 mm,道床上浮1.20 mm,管片错台-0.04 mm,施工过程中的既有线结构变形零预警,说明既有线变形始终可控。

线路交叉条件下直流牵引供电系统杂散电流特性

针对地铁多线路交叉条件下直流牵引供电系统杂散电流材料异常腐蚀问题开展研究。首先,建立了隧道条件下单线路杂散电流模型,研究了列车供电方式、运行方式、土壤电阻率、绝缘设计对杂散电流的影响。研究结果表明,单边供电条件下供电区间内产生的杂散电流明显高于双边供电;列车加速及再生制动时会产生较大的杂散电流;杂散电流的大小随运行区段土壤电阻率的升高、轨地过渡电阻的增加而减小。其次,建立了隧道条件下交叉线路杂散单流模型,研究了交叉线路隧道中间土壤的电势分布及电场分布。研究结果表明,隧道间的土壤中电势及电场过大,需要对其中的金属管线采取相应措施防范杂散电流腐蚀。结合当前新型混凝土特性,研究了掺杂粉煤灰等掺合料混凝土道床对杂散电流的影响。研究结果表明,直流牵引供电系统杂散电流随掺杂混凝土导电率的减小而减小,研究为地铁直流牵引供电系统杂散电流抑制方法提供依据。

上海轨道交通11号线花桥段跨区域运营管理分析

目的:为深入研究跨区域城市轨道交通的运营管理模式,探索现阶段城市轨道交通在跨区域运营、管理和监管过程中的优势或不足,提高城市轨道交通的运营管理水平。方法:以跨上海、昆山两地的上海轨道交通11号线花桥段为研究主体,结合实际工作经验,从标准执行、客运管理、票务管理、行车管理、设施设备管理和安全管理等6个方面分析了运营管理现状;结合花桥段实际情况分析了跨区域运营的优势;结合花桥段跨区域运营管理中存在的管理制度不够健全、权责划分不明、两地协同合作不紧密等问题,从政府监管角度,提出了提供制度保障、明确职责划分、加强跨区域协同合作、提升对轨道交通企业监管的专业性等建议。结果及结论:城市轨道交通跨区域运营管理中面临着不同行政区的双监管、不同运营公司的双重管理,以及两地的地方标准和企业标准略有不同等诸多挑战,为提高跨区域城市轨道交通的运营管理水平,两地城市轨道交通监管部门和运营企业应紧密联系,加强合作,并应明确划分衔接处的相关职责,尽量统一两地执行标准,以避免冲突。

洞桩法大断面群洞交叉隧道初衬数值模拟

针对采用洞桩法施工的北京地铁10号线工体北路站大断面群洞交叉隧道,介绍了洞桩法大断面群洞交叉隧道施工步序,分析了交叉口衬砌工作的力学机理,采用三维有限元数值模拟方法对其初衬结构力学行为进行研究。结果表明:洞桩法交叉隧道交叉口区域两个方向的衬砌受力存在相互影响,但影响的范围不大,衬砌拱顶沉降总体上表现出中间大,两端小的特征;主线隧道拱部受后期联络通道扣拱的影响,在与联络通道的相交部位出现了受拉状态,产生了与主线其他部位不同的受力特征;交叉口变高部位设置折梁能有效扩散联络通道扣拱时产生的压力,减轻了应力集中程度。研究结论可供洞桩交叉隧道的施工与设计参考。

下穿既有地铁线的城市地下高速公路沉降控制技术研究

城市地下高速公路隧道下穿既有地铁线过程中,往往导致地铁线和地表发生较大沉降,为研究其沉降规律及控制技术,以智利圣地亚哥城市地下高速公路隧道下穿既有地铁线工程为背景,运用FLAC3D软件,对以侧壁导坑法施工,采用超前支护、无系统锚杆的初期支护、二次衬砌及临时加固相结合支护的施工过程进行仿真模拟,并对既有地铁线及地表的沉降进行分析。结果表明:地表最大沉降为35.9 mm,既有地铁线最大沉降为33.4 mm,横向轨道面最大不均匀沉降率为0.623‰,纵向最大不均匀沉降率为0.27‰,不均匀沉降率小于规定的沉降阈值(1‰),地铁线及地表的沉降量均控制在规范和地铁运营部门要求的范围内,可确保下穿施工期间既有地铁线的结构安全。

双洞大断面暗挖隧道近接既有线施工技术

采用大断面分离式暗挖隧道近接穿越既有线地铁车站,施工难度大,施工风险高。且既有地铁结构和运营都对变形控制要求非常高,施工中采用合理的施工技术和合适的辅助工法是决定施工成败的关键。某新建地铁车站中间暗挖段采用两分离单洞隧道下穿即有线地铁站,施工中,采用全断面深孔预注浆进行超前加固,并对既有线进行监测,信息化施工,合理安排工序,确保施工安全、迅速进行,对今后类似工程具有重要的指导意义。

地铁线路设计研究

研究目的:地铁线路设计是重要的环节,确定的设计参数直接影响工程造价。本文针对辅助线、曲线线间距、坡度等线路涉及的设计内容进行探讨,把理论和具体做法通过实例总结出来,给线路设计提供一些借鉴和帮助。研究方法:结合沈阳地铁线路设计经验,采用几何和代数方程方法进行研究。研究结果:通过研究地铁线路设计中相关参数,得出有效长度、渡线、线间距、节能坡度等计算公式,并阐述了设计中结构限界、轨道类型、信号制式等对线路设计的影响。研究结论:本次研究的计算方法,表明地铁的线路设计与轨道、信号等参数密切相关,不同参数决定不同的设计内容。要进行不同的方案比选,才能得出合理的线路设计方案。

大断面隧道近接既有线施工变形分析

对大断面隧道近距离穿越既有结构的施工状况进行了统计,并结合现场采集的大量监测数据,对施工动态进行了详细的分析,可为类似的工程提供借鉴。

国内地铁首条越江区间联络通道结构设计

研究目的:武汉地铁2号线越江区间联络通道,是国内地铁首次在长江底砂层中实施的联络通道,其中带有泵房的3#联络通道最大水头高度约56 m,高水压和高风险,结构设计尚无先例可以借鉴和参考,需采用合理的设计方案,以保证结构安全和施工安全。研究结论:本文对位于江底埋深最大的3#联络通道及泵房,进行研究分析,有如下主要结论:(1)实践证明江底砂层采用冻结法加固地层,是安全可靠的,但应尽量优化泵房有效容积,减小集水池体量,降低冻结施工风险;(2)常规的矩形断面集水池设计,难以同时满足冻结施工和结构高水压抗剪双重要求;(3)联络通道采用结构墙体变厚度,集水池水平向采用近椭圆形断面设计方案,取得意想不到的结果,不仅克服高水压抗剪的问题,而且新的结构型式大大改善结构受力,提高结构安全富裕度;(4)该种联络通道结构型式可为其它类似隧道的设计提供借鉴。

电缆隧道盾构区间下穿既有地铁施工技术

地下盾构隧道施工将不可避免地引起邻近土体扰动,影响其上部结构及地面的隆起或沉降,北环电缆隧道盾构区间下穿段地铁3号线,对既有地铁隧道预加固,布设监测系统,盾构掘进过程中控制地表沉降,穿越通过后对穿越段管片背后进行补注浆处理,确保了既有地铁3号线的运营安全。

北京昌平线二期地铁盾构侧穿桥梁沉降监测分析

采用盾构法施工不可避免会引起地表及建筑物的变形沉降。为了研究盾构侧穿桥梁时对桥梁沉降变形的影响,以北京昌平二期工程盾构侧穿桥梁为例,采集桥桩和地表沉降变化数据,结合盾构推进土压和注浆量,分析桥桩及桥梁周边地表在不同阶段的沉降变形情况。得出:1)当盾构低土压侧穿桥梁时,会引起桥梁横向的差异沉降;2)低注浆率穿越浅覆土层及不良填土层时,隧道正上方范围内的地表仍会发生隆起变形。因此,盾构侧穿时,必须保证合理土压和注浆率,防止桥梁发生断裂裂缝及穿越不良土层时出现地表冒浆。

岩溶地层地铁正线与联络线接岔段洞室群暗挖施工技术

徐州地铁2号线中心医院站—淮塔东路站区间岩溶较发育、规律性差、易富水,隧道正线与联络线接岔段横通道施工跨度大以及多洞室同时施工存在施工安全隐患。文章运用ABAQUS软件设置4种不同进洞顺序工况,建立正线与联络线接岔段洞室群数值模型,通过分析横通道土体、初期支护的应力分布情况,得到了最优的区间隧道施工进洞方案,并提出了洞室群总体施工方案和具体施工措施。工程实践表明:采用提出的岩溶地层地铁正线与联络线接岔段洞室群暗挖施工技术方案,能有效控制地表沉降,保证周边建筑物和地下管线的安全。

超大断面暗挖洞室临时支撑拆除及二次衬砌结构快速施工技术——以深圳地铁8号线深外站为例

为解决城市复杂地区超大断面暗挖车站拆除临时支撑和二次衬砌浇筑快速施工的难题,基于深圳地铁8号线深外站超大断面暗挖车站及连接线二次衬砌施工实践,针对该段开挖断面大、拆撑技术复杂、二次衬砌施工组织难度大等特点,在原洞内7个作业面组织施工及竖向多层支架法现浇衬砌结构的基础上,结合施工场地条件、工期节点安排、施工组织模式等条件,将洞内衬砌工作面优化为4个,减轻洞内施工组织的难度;并通过大断面二次衬砌台车的应用,减少竖向分层浇筑次数和支架模板工作量,加快整体施工进度。基于有限元数值模拟,分析得到超大断面暗挖工程开挖、拆除临时支撑和施作二次衬砌全过程的支护结构变形规律与实际施工现场高度吻合,变形均在可控范围之内。通过优化施工组织及采用二次衬砌台车,在确保安全、质量的前提下大幅提高施工进度,节约工期52 d,降低施工成本115万元。

富水砂卵石地层双层衬砌类圆形断面矿山法地铁隧道适应性研究

针对富水砂卵石地层条件下矿山法隧道下穿既有地铁盾构隧道,首先从工期要求与既有工程经验方面进行总体方案设计,明确矿山法隧道近距离下穿既有隧道的优势;随后基于规范要求与富水砂卵石地层特性,提出施工变形控制标准;最后对初期支护+双层衬砌结构型式下的沉降变形、结构内力等进行深入分析,并与常规初期支护+二衬结构型式进行对比分析,明确双层衬砌结构型式的优势。研究结果表明:类圆形断面在减小隧道开挖轮廓与改善结构受力性能等方面具有明显优势,同时本工程双层衬砌构造型式,围岩荷载主要由二次衬砌承担,永久结构(三次衬砌)承担的荷载较小,永久结构在承载力与稳定性,尤其是安全储备方面具有明显的优势。

武汉地铁8号线越江隧道总体设计及关键技术

武汉地铁8号线越江隧道作为国内大直径、首条设置双层衬砌的单洞双线地铁盾构隧道,具有隧道断面大、距离长、水压高、地层复杂、周边敏感风险源多等特点,设计难度极大。结合其建设环境条件及施工风险等因素,采用理论研究、文献调研、经验总结等方法,对越江隧道总体设计及关键技术进行总结分析,结果表明:(1)单洞双线方案及特有的横断面设计既满足行车排烟要求,又避免了施作江边超深风井及江底联络通道;(2)为满足越江隧道安全性高的要求,隧道采用管片与底部非封闭内衬的双层叠合衬砌结构设计;(2)为解决高水压难题,结构防水设计采用管片外侧环形防水层、管片自防水、管片接缝及内衬防水的多道防水措施;(4)采用复合式泥水平衡盾构和常压换刀技术,解决了复合地层掘进速度慢、刀具磨损快、更换难、刀盘结泥饼等众多难题;(5)采用加强盾构端头加固设计及水中接收技术,解决了强透水地层浅覆土大盾构接收难题。

大断面矩形顶管上跨施工对既有地铁隧道变形影响研究

大断面矩形顶管上跨既有地铁隧道施工过程中,由于近距离开挖出土卸荷,导致既有地铁隧道产生上浮变形,危及地铁运营安全。本文以北京市通州区畅和西路(兆善大街—潞阳大街)综合管廊矩形顶管工程为背景,采用FLAC^(3D)有限差分软件建立了大断面矩形顶管上跨既有地铁隧道的三维数值模型,研究了双线矩形顶管上跨施工引起地铁隧道上浮的变形规律以及采用不同抗浮配重对既有地铁隧道的变形影响,并将模拟结果与现场监测数据进行对比,验证了数值模型的准确性。研究结果表明:双线顶管上跨施工引起地铁隧道的上浮变形大于单线顶管引起的上浮变形,且最大上浮变形均位于顶管隧道轴线处;施加与开挖损失土体近似重量的配重,可改变地铁隧道原有水平变形规律,导致先穿越的地铁隧道整体向始发井方向移动,后穿越的地铁隧道整体向接收井方向移动。随抗浮配重的增加,地铁隧道上浮位移减小,所受拉应力减小,且施加开挖损失土体重量50%的抗浮配重,可以将地铁上浮变形控制在1.4 mm以内;研究成果为该工程地铁隧道抗浮设计提供了参考依据。

考虑同站台换乘的地铁线路到站时刻协调

地铁线路时刻表的协调有利于节省乘客在不同线路之间的换乘时间,对于同站台换乘的情况,除了要考虑乘客换乘时间外,还需要兼顾换乘客流对冲的安全因素.本文首先建立了地铁列车到站时刻协调优化的混合整数线性规划(MILP)模型,模型以乘客总换乘时间及列车惩罚项之和最小为优化目标,包含列车到站时刻、乘客换乘行为以及换乘客流对冲三组约束条件.接着,本文构造了四个数值算例,使之涵盖两条线路发车间隔的三种关系:两者相等;两者不等且成倍数关系;两者不等且不成倍数关系.结果表明,本文模型针对线路发车间隔的三种关系,均能给出最优解,在避免或减少换乘客流对冲的情况下,使得乘客总换乘时间达到最小.