地裂缝对地铁明挖整体式衬砌隧道影响机制的模型试验研究

以西安地铁2号线穿越地裂缝带为研究背景,采用几何缩比1∶5的大比例尺地裂缝与地铁隧道结构模型试验,研究了地裂缝活动对地铁明挖隧道整体式衬砌结构的影响机制。试验结果表明:随地裂缝位错量的增加,隧道顶部土与结构接触压力上盘明显增大,下盘减小,底部接触压力上盘减小直至为0,下盘则明显增大;当地裂缝位错量达到20 cm时,位于地裂缝上盘的隧道结构底部出现脱空现象,下盘2.5 m处衬砌出现开裂,对隧道底部脱空区应及时进行注浆等地基处理;隧道底板基本处于受压状态,而顶板受力较复杂,下盘受拉,上盘则先受拉后受压。地裂缝作用下隧道变形破坏模式为拉张破坏,且隧道衬砌开裂主要出现在下盘距地裂缝14.0 m范围内,而位于上盘的隧道衬砌基本完好,这与地裂缝活动引起土体和地表建(构)筑物的变形破坏主要发生在上盘刚好相反。研究结果可为西安地铁穿越地裂缝的隧道结构设计与防治措施制定提供一定参考。

地铁明挖区间隧道衬砌开裂及沉降治理措施

由于地质、施工、建筑材料及外部环境等多方面的原因,导致一些隧道衬砌开裂,结构及轨面发生沉降,威胁到运营安全,需要采取合适的方法进行处治,确保工程的结构安全。通过昆明地铁3号线明挖区间隧道,分析隧道衬砌产生裂缝及沉降的原因,提出隧道衬砌裂缝渗漏水及轨面结构沉降的治理原则及措施;认识到浅埋区间隧道保护的重要性,对今后地铁结构的病害整治及保护起到参考作用。

基于ANSYS的地铁明挖隧道衬砌结构设计与力学分析

隧道施工过程中围岩变形引起衬砌结构的不均匀沉降,威胁着隧道的安全运行。为全面分析地铁隧道衬砌特性,采用有限元法,通过大型有限元软件ANSYS,结合荷载结构法,对地铁明挖隧道进行仿真分析。同时,对明挖隧道衬砌结构的设计进行力学分析,通过对衬砌结构变形图、剪力图、弯矩图、轴力图的分析以及对变形、衬砌结构混凝土的验算等,评价结构安全性,并提出相应的构造处理措施。

明挖深基坑隧道主体结构整体式液压台车施工技术研究

武汉天河机场南北连通隧道为明挖深基坑隧道,通过对原设计衬砌主体结构的满堂支架法施工工艺优化,采用整体式液压台车进行施工,同时对施工过程中基坑围护结构的变形情况、基坑的整体安全情况等进行计算分析,总结出了明挖隧道主体结构工程一套安全、快速、经济的施工技术。

京张高铁东花园长大明挖隧道衬砌结构变形特征研究

为解决长大明挖高铁隧道施作衬砌结构时养护不充分、拆模较早等引起的衬砌结构容易裂缝问题,防止衬砌结构在自重应力作用下对隧道运营期的防水及结构安全造成影响,基于京张高铁东花园长大明挖隧道工程,采用有限元分析和在衬砌结构典型断面上的拱肩、拱腰不同位置布设钢筋计、混凝土应变计、土压力计、表面应变计,对衬砌结构的内力变形进行现场监测。分析得出:衬砌结构容易出现塑性应变的位置是拱腰处大于拱肩处,裂纹均出现在1/2截面附近的矮边墙以上及起拱线以下位置,且均为环向裂纹;对于矮边墙以上、起拱线以下的混凝土来说,其降温产生的收缩变形会受到矮边墙钢筋剪力的约束,使其不能发生水平位移。最后,给出控制衬砌结构受力变形和加快施工进度的建议。

明挖隧道移动工厂衬砌施工方法研究与应用

以某北方在建高速铁路明挖隧道工程为背景,研究了在冬季施工时,提高无支撑基坑内的衬砌施工效率的方法。提出一种移动工厂衬砌施工方法,通过移动工厂,将野外施工转变为室内施工,雨雪季可以不停工,增加了有效工期。增加钢筋台车将钢筋绑扎工序从关键路线中解放出来,实现工厂化流水线作业;通过监控养护环境温度和湿度以维持最优养护温度的方法,将每板衬砌的施工周期从12 d缩短为6 d,既满足了工期要求,又保证了衬砌施工质量。

明挖隧道衬砌结构拆模时间研究及可靠度分析

为保证明挖隧道工程的施工进度和工程质量,避免衬砌结构拆模后产生温度裂缝,通过对咸阳机场预留高铁工程最大尺寸断面隧道衬砌进行有限元模拟和现场试验,综合考虑施工环境和衬砌混凝土的时变性,研究明挖隧道衬砌结构温度裂缝和最大主应力的位置及变化规律。通过将模拟结果与各龄期混凝土强度进行对比,确定了最大尺寸断面隧道衬砌结构在混凝土浇筑48 h后拆模可以避免温度裂缝的产生,拟合了不同尺寸断面隧道衬砌结构的拆模时间计算公式。最后,引入时变可靠度理论验证了最大尺寸断面隧道衬砌结构拆模时间的合理性,将均匀设计法与响应面法相结合确定了衬砌结构最不利截面的荷载效应和统计特征,并将其代入极限状态方程,运用一次二阶矩法编制MATLAB计算程序,计算出衬砌结构在混凝土浇筑后48 h拆模最不利截面的可靠度为6.61,高于规范规定的标准值,从而证明了混凝土浇筑后48 h拆模是可行的。

明挖法隧道衬砌开裂原因分析与预防措施研究

研究目的:混凝土开裂问题一直被人们所关注。某铁路隧道采用明挖法施工,部分工程完成后,衬砌产生开裂现象。通过分析裂缝数量与裂缝形状、裂缝长度、裂缝宽度和裂缝深度的关系,研究发生开裂的原因,从而制定预防措施。研究结论:(1)明挖法隧道衬砌开裂主要是由温差应力、混凝土收缩和施工工艺控制所引起;(2)针对明挖法隧道,通过采取"三时机、三措施、两加强"的综合预防措施,基本上控制了衬砌裂缝的产生;(3)明挖法隧道衬砌施工应选择合理的时机,混凝土浇筑宜选择在每天16:00开盘,至次日8:00前完成;外模、内模拆除宜分别选择在混凝土浇筑完成后12 h、36 h左右完成;外侧拱脚4 m高度范围混凝土回填宜选择在混凝土浇筑完成后7 d内完成;(4)明挖法隧道衬砌施工宜采取外模浇筑、多开窗口、快速浇筑措施,一般情况下混凝土浇筑时间应控制在12 h以内;(5)明挖法隧道衬砌施工应加强振捣、加强养护,确保混凝土质量;(6)本研究成果可在明挖法隧道衬砌施工中借鉴应用。

城市铁路明挖隧道装配式衬砌接头性能研究

城市铁路明挖隧道装配式衬砌纵向接头是隧道结构的薄弱部位。采用数值模拟方法研究在弯矩和轴力作用下新型明挖隧道装配式衬砌纵向接头的受力变形规律。结果表明:在轴力和弯矩共同作用下纵向接头受拉侧张开,其破坏以螺栓屈服断裂或受压侧混凝土剥落为标志;随着纵向接头所受轴力的增加,纵向接头能够承受的弯矩逐渐增大;轴力相同纵向接头破坏时所承受的负弯矩比正弯矩大。

明挖隧道衬砌多点对称布料混凝土浇筑施工方法研究

隧道衬砌施工是隧道施工质量控制的关键工序,如果控制不佳,极易引起衬砌开裂等施工病害。传统的衬砌布料施工直接采用混凝土泵送设备浇筑,在浇筑过程中需要不断移动布料点位置,施工效率较低,易出现冷缝、局部不密实等病害。为了解决这一问题,该文以京雄铁路机场2号线为依托,通过理论研究与现场试验相结合,研究一种多点对称布料混凝土浇筑施工方法。研究结果表明:这种施工方法操作简便,可自动完成后续布料工作,无需过多人工操作。能够实现多点布料连续,使得混凝土基本实现连续浇筑,提高混凝土的浇筑质量,可在明挖隧道混凝土浇筑施工中推广应用。

基于移动模架的明挖隧道衬砌施工方法研究

明挖法施工是一种常见的隧道施工方法,衬砌施工是明挖隧道施工的关键环节,如何低成本、快速、高质量完成衬砌施工又是明挖隧道施工的关键一环。该文以京雄铁路机场2号线明挖隧道为依托,研究一种基于移动支架法施工的明挖隧道衬砌快速施工方法。通过理论分析与现场试验相结合,研究这种支架的合理结构形式及对应的施工工艺,分析其合理的支撑体系特点与优势。结果表明:这种施工方法具有施工快、成本低、质量可控等优势,是一种可在中等长度明挖隧道施工中推广与应用的方法。

高寒铁路隧道富水卵石土层明挖衬砌拱墙多重防水结构施工技术

近年来,已开通运营的铁路隧道明挖衬砌拱墙普遍出现了较为严重的结构渗水和结构劣化等病害,严重影响了电气化铁路隧道的运营安全,同时,缺陷整治费用高且整治的效果也不甚理想。以新建铁路成都至兰州线(黄胜关)成川段红桥关隧道进口明挖段隧道洞身穿越富水卵石土层段为工程背景,针对现行规范中铁路隧道明挖衬砌拱墙较为单一的防水结构的基础上了进行优化、加强,采用了多重防水结构施工技术。工程实践表明:隧道建成后经历了多期雨季和冬季冻融循环的检验,衬砌本体、施工缝(含变形缝)处均未出现渗漏水情况,结构内缘表面也无湿渍现象,防水效果较好,达到了隧道一级防水的标准要求。

双线铁路隧道明挖法边坡开挖与衬砌技术

新建铜九铁路Z4标段刘家湾隧道施工区段为带有微膨胀性的红粘土，隧道顶土体厚度2～10m，采用明挖法施工，重点介绍了土石方开挖、边坡支护、主体施工等关键技术，对类似工程有借鉴意义。

明挖隧道衬砌渗漏水原因分析及处治对策研究

隧道工程施工过程中的衬砌漏水问题很普遍,文章全面分析了明挖隧道衬砌漏水原因,并提出了处治衬砌漏水的对策,对隧道施工过程中如何改善衬砌漏水问题提出了可行的方法。

城市地下立交明挖隧道受力特性数值模拟分析--以重庆星光大道延伸段节点改造工程为例

为研究地下立交隧道结构在施工期间和后续运营过程中的受力变化,以重庆渝北金洲大道和星光大道延伸段节点改造工程为研究背景,采用ABAQUS数值模拟软件对该项目某复杂断面主线隧道衬砌结构在施工不同阶段的受力情况进行分析。结果表明,基坑开挖后坑底有一定量的隆起,随着施工的进行,隆起量逐渐减小,主线隧道拱脚处存在应力集中现象,隧道的受力和变形主要受填土荷载的影响,上部匝道隧道施工对下部主线隧道的影响较小。基于数值模拟结果提出优化施工方案的建议,为类似明挖隧道工程施工提供参考。

高水位全封闭明挖隧道防水技术研究

通过对客运专线明挖隧道衬砌防水技术研究,分析施工中应注意的事项,以提高衬砌防水施工水平。

明挖轨道车站施工对下部既有铁路隧道影响分析

随着城市轨道交通的发展,明挖轨道车站结构不可避免地与既有铁路隧道交叉。由于铁路隧道安全等级高,社会影响大,探究轨道明挖车站施工及运营对既有铁路隧道影响意义重大。以重庆某轨道交通明挖车站为例,采用理论力学及数值模拟的方法对施工及运营工况下的基坑进行分析,根据稳定性分析及变形分析结果指导后续设计及施工。根据后期施工反馈及监测数据,分析结果很好地指导了设计及施工,并对后续类似工程起到了借鉴作用。

中国盾构和掘进机隧道技术现状、存在的问题及发展思路

简要分析我国盾构、掘进机隧道修建技术的现状,包括水下盾构隧道、地铁盾构、TBM隧道和山岭TBM隧道的技术现状。通过列举典型工程案例,分析总结我国盾构、掘进机隧道技术存在的问题:1)水底公路隧道盾构直径过大,2)单层管片衬砌的耐久性不足,3)护盾式TBM有很多局限性,4)土压平衡盾构不是万能的,5)隧道线路标高选择不合理,6)工程建设中存在4大不合理。针对这些问题提出解决建议:1)一般情况下,水底公路隧道盾构直径不宜超过12 m;2)增设二次模筑混凝土衬砌,形成复合衬砌结构;3)取消护盾式TBM,提倡采用开敞式TBM;4)盾构选型时,应同时考虑比选泥水盾构、土压盾构和开敞式无刀盘盾构;5)避开在岩层交界面上选线;6)工程建设一定要坚持科学发展观。为盾构、掘进机隧道的设计和施工提出新思路,包括:1)无刀盘的开敞式网格盾构,2)压缩混凝土衬砌,3)TBM导洞超前再钻爆法扩挖,4)风井始发盾构。最后,指出大直径盾构不是发展方向,长距离掘进(>2 km)时,深埋盾构施工才是发展方向;并提出琼州海峡隧道采用盾构法施工(深埋优于浅埋),渤海湾海峡海底隧道采用直径为10 m的TBM+钻爆法施工,台湾海峡隧道采用深埋方案开敞式TBM+钻爆法施工的想法。

分体式台车在城际铁路明挖隧道中的应用

先简单叙述了分体式模板台车的安装、使用及校核过程,通过台车操作平台控制千斤顶油压调节模板形状,人工测量校核达到设计要求位置。随后阐述了分体式台车施工方法及施工控制要点,分别就侧墙施工与拱顶施工做了描述,重点描述了施工过程中防水施工采取的措施,总结了明挖隧道施工过程中分体式台车的使用经验,证明了分体式台车在安全、质量、进度和费用方面的可行性与可操作性,对类似工程提供借鉴。

地下空间结构预制拼装技术综述

随着城市建设的发展,如何解决地下工程建设中的速度、质量、效益问题成为人们关注的焦点。地下空间结构采用预制拼装技术是提高工程质量、缩短工期、节省造价的有效方法。在论述地下预制拼装特点及发展趋势的基础上,介绍盾构圆形隧道预制拼装式衬砌结构、明挖法公路和铁路隧道拼装结构、明挖地铁车站预制拼装结构、明挖综合管沟预制拼装结构和微型地下智能停车库预制拼装结构等几种主要地下预制拼装结构,以供类似工程参考借鉴。