PBA法地铁车站全过程沉降规律及控制优化研究

以沈阳某地铁车站工程为依托,建立三维数值模型,对PBA法六导洞双跨地铁车站施工全过程沉降规律展开研究,采取相应措施控制地表沉降。研究表明,地表沉降随着施工进度推进而增大,随着与车站中心距离的增大而减小;沉降曲线以车站中线为轴呈对称状态,影响范围为车站中线两侧40m左右。整个施工阶段导洞开挖对地表沉降的影响最大,扣拱施工次之,两者引发的地表沉降比例高达89.21%。导洞施工顺序在施工过程中引起的沉降最小;导洞开挖进尺越短对地层扰动越小,施工过程中引起的地表沉降越小。

PBA法地铁车站防水施工要点分析

随着城市轨道交通建设的发展,以及地铁建设和城市规划的不匹配,城市建设用地日趋紧张,为避免大量的占地、征拆、影响地面交通等,越来越多的地铁站优先选择PBA工法施工。PBA工法不受车站层数和跨数的制约,无论是单层还是多层,小跨还是大跨,PBA工法都能满足施工需求。本文结合PBA工法特点,详细分析PBA法地铁车站防水施工的特性,探讨其施工的困难性,明确PBA地铁车站防水施工的要点,并提出有效的解决措施。

新建车站采用PBA法密贴下穿既有车站施工时对既有车站结构变形的影响规律

[目的]新建车站密贴下穿既有车站施工时,会对既有车站结构变形产生影响,需研究其影响规律。[方法]依托北京地铁6号线苹果园站密贴下穿既有车站工程,采用GTS-NX有限元分析软件建立有限元模型。通过与实际监测结果的对比,验证了有限元模型的计算准确性。基于有限元模型计算结果,研究了PBA(洞桩)法施工对既有车站的影响,并分析了既有车站的存在对地面沉降的影响。[结果及结论]在PBA法施工过程中,对既有车站轨道结构及既有车站结构影响较大的施工阶段为导洞开挖阶段及二次衬砌扣拱阶段;越靠近既有车站,地面沉降值越小;在监测断面位置相同时,既有车站结构断面越大,地面沉降越小;在既有车站断面尺寸相同时,越靠近新建车站开挖中心线,地面沉降值越大;既有车站影响范围与既有车站结构的断面尺寸有关。

PBA法扩挖大直径盾构隧道修建地铁车站时结构关键节点的受力分析

北京地铁14号线东风北桥站至阜通东站区段隧道采用土压平衡盾构修建,并采用PBA(PileBeam-Arch)法小规模暗挖拓展形成地铁车站。将扩挖过程中车站结构的关键节点分为管片接头、K管片分块连接处、纵梁与管片连接处以及主拱初支与K管片连接处4类。根据关键节点的结构形式,采用三维非连续接触模型模拟施工过程,分析关键节点的变形和内力。结果表明:管片接头和K管片分块连接处变形满足要求;施工过程对管片内力重分布影响很大,部分连接螺栓超出抗拉强度;顶纵梁与顶管片连接处在对称开挖情况下未产生相对滑移,但有略微分离现象,造成顶纵梁抗剪键超出抗拉强度;底纵梁和底管片连接处未出现相对滑移和分离;主拱初支与K管片连接处的焊缝强度满足要求。由此可见,本工程中车站结构基本处于稳定状态,只有局部需要加强。

地铁车站PBA法导洞施工诱发地表沉降规律研究

以长春地区土岩复合地层条件下地铁自由大路车站工程为依托,对地铁车站PBA法导洞施工引起地表沉降规律进行了分析。研究结果表明:(1)车站主体双层暗挖导洞施工引起的地表累计沉降量占车站施工最终沉降量的一半以上,约53.46%,地表沉降槽曲线为"单峰"形态,横向影响范围约50 m左右。(2)导洞施工诱发地表沉降分为初期沉降、快速沉降及沉降收敛3个阶段,初期阶段沉降4 mm左右,占14.81%,快速阶段沉降20 mm左右,占74.07%,收敛阶段沉降3 mm左右,占11.11%,隧道施工过程须重点监测掌子面靠近监测断面6 m与远离监测断面15 m的施工段。(3)开挖顺序与开挖进尺对地表沉降影响较大,选择先上后下,先边洞后中洞的开挖顺序最为合适,开挖进尺控制在0.1L^0.14L(L为洞跨)为宜。

地铁车站PBA法施工诱发的地表及桥桩沉降规律研究

研究目的:以北京地区某复杂条件下暗挖地铁车站工程为依托,通过FLAC模拟预测的地表及桥桩沉降规律与现场实测数据的对比分析,得到PBA法修建地铁车站诱发的地表及桥桩的沉降规律,为暗挖地铁车站的信息化施工提供技术支撑。研究结论:(1)FLAC模拟表明,随着导洞的开挖,地表产生的沉降量逐渐增加,由桥上部荷载及自重对地表土层产生的影响,在开挖初期对地表沉降起着主要作用,沉降槽曲线逐渐由双峰变为单峰,最大地表沉降位于导洞开挖的中心线位置,预测的最大沉降值和现场实测值分别为24.75 mm和25.51 mm,桥桩最大沉降量预测值和实测值分别为5.11 mm和5.89 mm,两者基本一致;(2)暗挖地铁车站PBA法施工方案和现场监测方案设计合理,地表及桥桩的沉降满足规范要求;(3)该研究成果可为地质条件差、断面大的类似暗挖地铁车站提供施工和监测参考。

PBA法扩挖大直径盾构隧道修建地铁车站地表沉降控制

北京地铁14号线试验段采用土压平衡盾构修建,并结合PBA(Pile-Beam-Arch)法小规模暗挖拓展区间隧道形成地铁车站.这种工法可以有效地解决地铁车站和盾构隧道施工之间的矛盾,但没有经验可以借鉴.综合运用预测地表沉降的经验公式、相关统计资料和规范及数值模拟方法,对PBA法扩挖大直径盾构隧道修建地铁车站的过程进行地表沉降分析.结合北京地铁车站地表沉降控制基准值和现有地铁车站地表沉降统计数据,提出地表沉降控制标准,并按照三级控制的管理方法,分级分步进行地表沉降控制,研究结果对工程施工有一定的参考价值.

大直径土压平衡盾构及其车站PBA法扩挖技术

为克服城市复杂环境下地铁车站和常规双线隧道布局受限难题,建立采用大直径盾构建造地铁单洞双线区间,并在盾构隧道基础上小规模扩挖形成车站的建设新思路。以北京地铁14号线东风北桥站(不含)—将台站—高家园站—望京南站(不含)为背景,介绍利用外径为10.22 m的大直径盾构进行区间隧道施工以及在区间隧道成型基础上采用洞桩法(Pile-Beam-Arch,PBA)扩挖地铁车站的施工工艺和技术,重点介绍区间与车站施工衔接工序(穿越风道)和管片拆除等关键技术。工程实施结果表明:大直径盾构施工及其暗挖车站扩挖技术是一种工艺新颖、技术先进、安全可靠的集成建造技术,且对周边环境影响受控,是值得进一步推广应用的施工工法。

北京地区PBA法施工暗挖地铁车站地表变形分析

暗挖法施工的地铁车站大多处在繁华的中心城区,周边环境对变形非常敏感,为了减小施工对周边环境的影响,需对施工引起的地表变形规律进行研究,以便采取针对性的控制变形措施。结合北京地铁6号线一期及7号线PBA法施工暗挖车站,针对北京地区各典型地层条件及PBA工法特点,通过对现场监测数据进行统计分析,得出:1)PBA法施工暗挖地铁车站所引起的地表沉降主要发生在导洞施工及扣拱施工阶段,所发生的沉降约占总沉降量的90%;2)不同的地层采用PBA法施工所引起的地表沉降相差较大,根据施工所引起地表沉降由大到小依次为粉细砂及中粗砂层,粉土、粉质黏土层,圆砾-卵石层。

边桩对PBA法黄土车站地表变形的影响分析

研究目的:边桩作为PBA法施工中主要的承重构件之一,其参数对控制车站变形具有重要意义。因此,本文以西安黄土地区某PBA法施工的地铁车站为背景,分别研究不同入土深度和直径对地表和边桩变形的影响规律,从而为黄土地区PBA法施工边桩参数选取提供参考。研究结论:(1)地表沉降曲线沿车站中线轴对称分布,中间沉降量最大,向两边减小;边桩水平位移曲线呈现"鼓肚"形式;(2)地表的沉降量及边桩的侧向位移随入土深度的增加而减小;随着直径的增加,地表下沉和边桩的侧向位移逐渐减小,减小速率随着相关参数的增加而减小;(3)从变化幅度来讲,入土深度达到承载力和稳定性要求后,增加入土深度对改善边桩位移影响较小;适当增加边桩桩径,可以有效改善边桩的水平位移;(4)入土深度对塑性区的分布范围具有重要意义,入土深度过小会产生较大的塑性区,影响结构的整体稳定性;(5)本研究成果可为日后黄土地区PBA法施工边桩参数选取提供一定的参考依据。

PBA法施工群洞开挖时空效应的理论计算模型

针对大跨PBA法施工中出现的梁柱等结构尺寸偏差、初支裂缝和表观缺陷等问题,采用随机介质理论,建立群洞开挖时空效应的理论分析模型,分析了PBA工法左右不对称施工导致扣拱偏差的原因。以PBA典型车站实际工程中8导洞非对称开挖为例,研究了大跨断面隧道中多个导洞分步施工引起地层空间不均匀变化的机理。对扣拱偏差现象产生的本质成因进行分析,再现了地表沉降槽空间形态随导洞开挖而左右摆动的变形规律。根据以上研究,确定了分别成拱封闭成环、快速同步作业、侧洞分跨扣拱及施工优化来实现对称同步是消除或减小扣拱偏差现象的主要对策。

地铁PBA法暗挖施工的思考

结合苏州街站的设计与施工情况,对地铁车站使用PBA法暗挖施工时的施工工法进行了分析研究。

北京地铁四号线宣武门站PBA法暗挖逆作施工技术

"PBA"洞桩法的原理就是将传统的地面框架结构施工方法和暗挖法进行有机结合。由于本工法对施工引起的地层沉降变形要求相对较高,不同的工程必须结合自身的特点、施工重难点进行关键技术控制。北京地铁四号线宣武门站位于宣武门交通繁忙的十字路口下,双层段结构采用"PBA法"暗挖逆作法施工。该站最大开挖高度达19.1m,最大开挖跨度达26.4m,且该站周边环境复杂,地下管线有89条之多,施工难度较高。鉴于该站目前已成功完成主体双层段结构,本文阐述了"PBA"暗挖逆作法成功应用于该站的关键技术,可为类似工地施工提供借鉴和参考。

北京地区PBA法施工对周边环境影响评估方法

北京地区采用PBA法施工的工程大多位于城市繁华区,其对周边环境影响显著,该类工程在施工前需开展风险评估工作。采用数值分析评价PBA法施工对周边环境的影响依赖于模型的准确性和参数的可靠性。为了快速调整模型并确定计算参数,提出一种适用于北京地区PBA法施工对周边环境影响的评估方法,即将Peck经验公式法与数值计算法相结合。通过实践检验,证明该方法实用、可靠,对于北京类似工程的环境影响评估具有借鉴意义。

PBA法地铁车站二衬扣拱渗漏水防治

随着城市轨道交通工程的不断发展,PBA法(洞桩法)已逐渐成为暗挖地铁车站的主要施工工法之一。由于PBA法施工工序要求,顶拱是由先期施工的暗挖小导洞内的顶纵梁逐步扩大成为大断面三连拱结构,因而具有施工缝多、防水构造复杂、施工缝细部处理困难等特点,易出现渗漏水,影响工程实体质量。文章以北京市某新建地铁车站为例,通过对二衬扣拱施工过程中出现的渗漏问题分析,提出防水设计及施工方案的优化改进措施,在后续施工中采取了增加顶拱喷涂沥青加强层、加强预埋防水接头保护、调整施工缝防水设计等措施,使二衬扣拱的渗漏问题得到了有效防治。

北京地铁16号线PBA法地下车站防水设计与施工技术探讨

PBA法暗挖车站由于防水接头多、保护困难、细部构造处理复杂,防水施工一直是质量控制的难点与重点。本文以北京地铁16号线某PBA法地铁车站防水施工为例,对防水设计方案和防水施工的加强措施进行重点介绍,对类似地铁结构防水施工提供借鉴。

地铁车站PBA法围护桩受力机制研究

以新疆地区某PBA法(浅埋暗挖洞桩法)地铁车站为工程依托,主要采用数值模拟的方法,结合对现场监测结果的分析对比,对地铁车站围护桩在不同施工阶段受力特点进行分析。研究结果表明:围护桩承载位移变化曲线在扣拱开挖和中板施作阶段增长速率较大,该阶段的轴力和水平位移占比分别为65%和72%;围护桩的承载位移变化曲线可以分三个阶段,即快速增长阶段、缓慢增加阶段、稳定持平阶段;围护桩桩径和桩间距对桩体水平位移影响较小,对轴力和弯矩影响较大,通过参数优化,可得到最优方案。

PBA法地铁车站及暗挖区间施工对天桥影响分析

北京地铁12号线大钟寺站和大蓟区间临近大钟寺天桥,车站采用PBA工法施工,区间施工采用暗挖法,车站和区间施工对天桥存在较大的影响,需要进行风险评估与控制。根据桥梁和地铁施工情况,提出了桥梁位移控制标准。针对不同施工阶段,提出相应的风险保护措施,采用三维有限差分分析方法,分析了不同施工步下桥桩竖向及水平位移变化规律;并结合控制指标,对桥梁结构安全状态进行了评估。研究结果表明,车站和区间隧道施工风险较大,在施工控制措施外,需要辅助以桥梁保护措施;通过三维数值计算,车站主体施工阶段对桥梁位移影响最为明显,是施工控制的关键步骤;部分桥桩位移超过控制标准,结构处于不安全状态,需要进行桥梁支顶保护。研究结论可为类似工程提供一定的借鉴与参考。

PBA法地铁车站扣拱施工技术

以北京市某PBA法施工地铁车站为例,介绍了顶纵梁与边拱假拱模架体系、初支扣拱暗挖施工、二衬扣拱台车模板、细部防水构造等三联拱车站扣拱结构的施工关键环节。在实际施工中,需要严格控制边跨与中跨初支扣拱暗挖、临时支撑拆除、二衬扣拱浇筑的施工步序,避免对顶纵梁产生偏压,从而保证结构稳定;同时,由于PBA法各工序施工时间间隔较长,防水卷材与预埋件的定位与保护也是施工控制的重点;最后,结合沉降规律分析,得出导洞与初支扣拱暗挖施工是影响地表沉降的关键环节,明确了降低地表沉降的施工控制重点。

PBA法地铁车站防水施工技术

近年来,随着城市地铁建设的加速发展,在施工场地受限的条件下,地铁车站PBA法暗挖施工技术已逐渐成为地铁车站建设的首选工艺。然而PBA法暗挖车站是由小洞室逐步扩大成大断面结构,因而具有防水层接头多、防水保护困难、防水细部构造处理复杂等特点。因此,以北京地铁16号线某地铁车站PBA法施工经验为例,结合防水设计方案,对防水施工的加强措施进行了重点介绍,可为地铁结构防水施工起到一定的借鉴作用。