浅谈北京某地铁盾构双线下穿铁路特大桥施工技术

既有地铁线路扩能提升能够使大型城市居民的日常出行更加便利,还能够缓解地铁交通干线的运营压力。地铁工程在穿越城市内铁路线路时面临着独特的技术难题。以北京地铁13号线扩能提升工程某区间隧道盾构左右双线下穿京张高铁西二旗左线特大桥桥墩为例,重点介绍盾构下穿铁路的施工技术,包括施工方法、风险控制、监测与安全等方面,旨在为类似工程提供参考。

单洞双线盾构隧道中隔墙顶部节点形式与力学性能研究

为探究单洞双线盾构隧道中隔墙合适的顶部节点形式及各节点形式的力学性能,总结现有工程中隔墙顶部节点形式,并对各节点形式提出简化模型,采用理论方法对简化模型力学性能进行分析,并利用数值模型验证简化模型的合理性及各节点形式的力学性能与适用范围,得到如下结论:1)螺栓配合角钢或连接件的方式更适合于全预制中隔墙;2)所提出的简化模型具有较好的参考性,可应用于中隔墙顶部节点的初步设计;3)顶部采用连接件可形成协调受力,提高顶部节点受力性能,建议今后单洞双线盾构隧道中隔墙顶部节点采用该形式。此外,竖向铰支座模型受力形式合理,今后工程可基于该模型进行实践探索。

单洞双线盾构隧道中隔墙底部节点力学性能研究

当前针对单洞双线盾构隧道中隔墙底部节点的力学性能研究较少,而中隔墙底部与下部弧形件连接的可靠性与稳定性决定了隧道内部结构的使用寿命。基于上述问题,本文基于上海市机场联络线对预制中隔墙底部节点的力学性能进行了研究。首先详细阐述了底部节点的构造及模型信息,之后分别计算了螺栓的强度与疲劳强度。结果表明,当前方案能满足强度与疲劳强度的要求,并均有一定安全储备,后续类似工程可参考当前底部节点方案。

暗挖单通道组合结构实现双线盾构侧向始发设计方案研究

为解决复杂环境条件中盾构双线始发、同步掘进的难题,以北京地铁19号线牛街站—金融街站区间为依托,探索地铁正线非开挖条件下,双线盾构侧向独立始发技术方案。通过分析盾构侧向始发技术的控制条件,研究形成以大跨度PBA盾构始发横通道、超前暗挖段、出土通道为主组合而成的暗挖单通道组合结构,建立双线盾构侧向独立始发、双线同步掘进的结构体系,实现布置灵活、占地有限、环境安全风险可控的盾构侧始发技术方案。同时,通过建立地层—结构数值模型,考虑组合结构整体开挖施工顺序、暗挖施工工法、超前支护措施、地层加固措施等关键技术因素,对暗挖单通道组合结构开展结构和环境风险预测分析,验证技术方案的可实施性和安全性。

近距平行双线盾构隧道地表沉降曲线分析

由于盾构隧道的修建过程极易造成周边土体变形,因此,准确预测盾构施工引起的地表沉降是盾构工程亟待解决的难点问题之一。依托西安地铁某区间双线平行隧道工程,采用数值模拟与现场监测的方法,分析了双线平行盾构隧道开挖对地表沉降造成的影响。研究的结果表明:在隧道埋深一定时,随着两隧道间距的增大,沉降曲线的最大沉降值逐渐减小,沉降曲线逐渐地由单峰状态演变为双峰状态;在隧道间距一定时,随着两隧道埋深的增加,沉降曲线逐渐由双峰状态变为平缓曲线最终变为单峰状态。通过计算结果得到了地表沉降曲线单、双峰分界函数,并讨论了不同土层参数对沉降曲线规律的影响,为以后盾构隧道施工引起的地表沉降预测提供了参考。

偶然荷载作用下单洞双线隧道响应分析

为研究在偶然荷载作用下单洞双线盾构隧道整体力学性能,基于上海市机场联络线,选取了包括运营工况、顶部超载分别为90、180、360 kPa等4种工况下整体的力学性能,对各工况中偶然荷载作用下结构整体响应及设计计算进行了分析,并与基本荷载组合、标准荷载组合进行了对比。结果表明:偶然荷载对管片内力及配筋影响较小,对中隔墙内力及配筋有所影响,对弧形件顶部截面内力及配筋影响最大,需重点关注该构件。偶然荷载作用下结构整体内力与配筋均明显高于基本荷载组合,但按照基本荷载组合配筋结构最大裂缝宽度均能满足要求。因此在结构设计中,要将偶然荷载组合作为结构整体受力的不利工况,并进行重点计算。

超长距离单洞双线盾构隧道内部结构同步施工技术

上海市轨道交通崇明线穿越长江段分南港(长7.7 km)和北港(长9.0 km)两个区间,隧道采用单洞双线断面布置形式。为保证工程建设工期,隧道内部结构在分阶段实施的基础上,通过优化施工断面布置、组织流水施工、保障运输效率等方式,实现了隧道内部结构与盾构掘进同步施工,有效解决了交叉施工和长距离运输问题,缩短了总工期,是对单洞双线盾构隧道施工的有益尝试。