悬臂式隧道掘进机在机场隧道的应用实践

为探讨悬臂式隧道掘进机在隧道施工中的应用,依托长水机场隧道工程实际,由方案比选入手,结合工程的重难点,分析了悬臂式隧道掘进机在机场隧道施工中的应用及关键工序的控制要点。实践得出,机场隧道工程水文地质条件比较复杂,开挖施工难度大,而且施工现场周围有很多既有建筑物,常规钻爆施工技术产生的振动和破坏力比较大,对周围土体和既有建筑物造成的扰动和影响比较大,难以满足机场隧道施工的要求。鉴于此,在长水机场隧道施工中,采用了更加先进的悬臂式隧道掘进机进行施工,相比于钻爆技术,此种隧道施工技术具有一次性定位截割宽度及高度大,减少移机时间,破岩能力强等特点,非常契合机场隧道施工的要求,既能加快施工速度,而且在保证施工质量和安全性方面也有独特的优势,值得在类似工程中大力推广。

盾构隧道下穿机场方案合理性研究

盾构隧道下穿机场沉降控制研究包括以下内容:下穿机场沉降控制指标的确定;下穿机场跑道的理论计算及数值分析;盾构施工措施。得出结论:结合以往盾构成功穿越机场跑道工程经验,沉降控制值取10mm;通过方案比选采用常规单洞单线小直径盾构和单洞双线大直径盾构均能满足跑道沉降要求。

隧道下穿机场跑道安全性分析

近年来,随着综合交通的快速发展,新建隧道项目有时会下穿机场既有跑道,增加了设计和施工的难度。因机场跑道使用要求的特殊性,隧道下穿机场跑道工程需要特别考虑隧道施工对飞机起降安全性的影响,通过确定跑道的沉降值、隧道支护结构的受力值来确定隧道的最优埋深,从而指导设计和施工方案。文章结合河北某工程案例,对隧道下穿机场跑道区域的安全性进行综合分析,以期为类似工程提供一定参考。

软土地区双线盾构下穿机场跑道沉降规律研究

研究目的:本文依托天津地铁Z2线下穿滨海机场工程,在考虑机场不停航的情况下,对软土地区双线盾构隧道下穿机场飞行区引起的跑道沉降进行分析,探究盾构埋深及深孔注浆圈厚度对跑道沉降的影响,以得到合适的盾构埋深及深孔注浆圈厚度,并深入分析其对跑道沉降影响的规律特性。研究结论:(1)增大盾构隧道覆土厚度和管片周围深孔注浆圈厚度能有效地减小跑道沉降及差异沉降率,但对沉降的减小效果并非随注浆圈厚度增加而愈加有效;(2)双线隧道开挖完成后,道面横向沉降曲线呈现“V”形沉降槽,由于前后线施工叠加效果,最大沉降位置偏向后施工隧道一侧;(3)同一埋深下,后线施工对跑道最大沉降的影响小于前线隧道对跑道沉降的影响,且随着注浆圈厚度的增加,后线施工对跑道沉降的影响越来越小;(4)随着双线隧道先后掘进,机场道面的差异沉降率呈现先增大、再减小的趋势,后趋于稳定;(5)本研究结论可为软土地区双线盾构下穿机场跑道类似工程中的盾构埋深及深孔注浆设计提供参考依据、施工指导。

盾构下穿停机坪地表沉降监测及特性分析

成都地铁30号线在双流机场站—寺圣站盾构区间下穿机场停机坪。详细介绍了盾构施工期间停机坪地表沉降的监测方案、监测方法,并对监测数据进行了分析。监测结果表明,盾构机刀盘和盾体所达之处上方停机坪地表开始显现沉降变形并急剧变化,至盾尾脱出1~3 d后上方的停机坪地表沉降日变化速率达最大值,盾尾脱出4 d后的上方停机坪地表沉降日变化速率逐渐减小,并在20 d后趋于稳定,为工程的设计和施工提供了数据支撑,保障了公共基础设施安全。

砂卵石地层地铁区间下穿机场停机坪施工技术

为减小地铁区间下穿机场停机坪施工引起的地表沉降,保证机场正常运营,依托成都轨道交通30号线下穿双流机场工程,采取微动探测技术、优化同步注浆参数、洞内注浆加固围岩等措施;采用有限元软件对盾构施工过程进行模拟,分析飞机荷载对地表沉降的影响。结果表明:飞机荷载作用下地表沉降增大,地表沉降曲线呈W型,左线隧道中线地表沉降最大,其值为5.37mm,满足机场地表变形控制要求;微动探测技术可有效探测不良地质体,减小地表滞后沉降。

某国际机场扩建工程施工对既有地铁影响数值模拟分析

西安咸阳国际机场三期扩建工程与既有地铁14号线盾构隧道安全保护范围存在多处交叉,飞行区工程施工对地铁隧道存在诸多不安全影响因素。依托此工程,论文选取南飞行区与地铁交叉的典型区域采用三维数值模拟分析方法,分析飞行区施工对地铁结构变形及受力的影响。计算结果表明,施工过程中及施工完成后,既有地铁14号线区间隧道结构的各项安全控制指标均能满足规范要求。同时,为后续设计、施工、监测提出相关合理化建议。

双线盾构隧道斜交下穿既有机场高速公路的地表沉降预测模型研究

为指导隧道盾构下穿既有建构筑物施工的变形控制,考虑隧道收敛模式和复合地层主要影响角的影响,以双线圆形盾构隧道斜交下穿既有机场高速公路为例,构建圆形隧道地层主要影响角计算方法,改进传统Peck公式,分析盾构斜交角、盾构坡角和隆起偏角的共同影响,引入地层损失率几何修正系数,并利用叠加原理建立双线盾构隧道斜交下穿既有机场高速公路的地表沉降预测模型,依托实际工程对预测模型的工程适用性进行验证。研究结果表明:本文预测模型的整体精度相比Suwansawat等预测模型提升44.15%,可预测施工影响范围内任意点的地表沉降值,相比现有模型更适用于解决双线盾构隧道斜交下穿施工的地表沉降预测问题,可为类似工程中的地表沉降变形预测及控制提供指导。

盾构及明挖隧道平行下穿机场跑道沉降分析与实测

上海浦东国际机场三期扩建工程中,既有航站楼(T1)与新建卫星厅(S1)之间的暗挖捷运隧道和明挖行李地道长距离近接平行施工,且同时穿越机场停机坪和滑行道。为了研究盾构及明挖隧道平行下穿越施工引起的机场道面沉降变形规律,首先建立数值模型,对两隧道同期施工时引起的地表沉降叠加影响进行了模拟分析,然后结合现场实测,分别分析了地表纵向沉降分布、地表横向沉降分布和地表沉降时程变化规律。结果表明:明暗双通道同时施工引起的地表沉降分布相比单独施工叠加得到的地表沉降分布存在明显差异,地表沉降曲线整体向隧道一侧偏移;地表纵向沉降分布上呈现出明显的不均匀性,地表横向沉降分布上越接近隧道轴线沉降或隆起越大,沿两侧逐渐减小,沉降分布不对称;盾构机接近指定环断面前地表发生沉降,到达并穿越断面时地表隆起,穿越后地表沉降渐趋稳定。

盾构隧道下穿机场的结构设计与施工沉降控制研究

随着机场为核心的城市综合交通枢纽、机场捷运系统的发展,地下结构下穿机场的工程逐渐增多。现以某机场捷运工程盾构下穿运营飞机滑行道为背景,对盾构隧道下穿机场的重点问题进行研究。通过对飞机荷载的合理等效计算,确定盾构埋深与飞机荷载取值的关系。结合工程实例,对下穿滑行道盾构管片进行受力分析并提出构造措施。研究盾构埋深及地层损失率对机场道面沉降的影响,总结控制盾构沉降的相关措施。

移动飞机荷载对机场下部隧道的影响

以重庆机场下穿隧道工程为背景,采用大型有限元软件ANSYS,计算分析了移动飞机荷载作用下,机场下部隧道结构的动力响应。通过模态及瞬态计算,从隧道结构的位移和应力方面,对飞机滑过隧道结构时对隧道的影响进行分析。结果表明:隧道结构的动力响应大小与飞机隧道之间的相对位置关系密切;飞机位于隧道正上方时结构响应最大,拱腰以上动力响应比拱腰以下较显著。

隧道下穿运营机场跑道的爆破振动安全判据研究

以我国第一座采用钻爆法下穿运营机场跑道的隧道恩施金凤大道许家坪隧道工程为依托,开展对机场跑道的爆破动力安全判据的研究。首先基于应力波传播理论及极限拉应力准则,对爆炸应力波传播至机场跑道上表面(即自由面)处发生的反射进行理论分析,建立基于混凝土跑道结构安全的爆破振动速度判据模型,并提出跑道的爆破振动速度安全阈值;同时,基于数值模拟,从统计角度建立拉应力峰值与质点振动速度峰值之间的函数关系,求解得到机场跑道的爆破振动速度安全阈值。最后,将理论分析结果、数值计算分析与《爆破安全规程》进行对比分析,最终确定机场跑道的爆破振动速度安全判据,为在隧道下穿机场跑道爆破施工提供了依据。

软弱地层隧底群桩加固下隧道洞室开挖方法对比研究

针对贵阳龙洞堡机场综合枢纽软弱地层段隧道工程,采用数值模拟,开展了隧底群桩加固下隧道洞室台阶法、CD法、CRD法等3种开挖方法的对比研究,主要对比分析了不同开挖方法下地表、地中、拱顶、拱底位置处的位移与应力,以及洞周锚杆和隧道衬砌的内力。研究结果表明:CRD法能较好控制地表与拱顶的沉降,台阶法施工锚杆的轴力较大,CD法和CRD法在监测的各个部位的弯矩变化值较大,台阶法在监测的各个部位的弯矩变化幅度较小。

盾构隧道下穿机场停机坪的变形规律

在机场线盾构区间下穿期间,对停机坪沉降、停机坪平曲度变化以及板块差异沉降进行精密监测,分析停机坪的变形规律,说明停机坪的平整性对飞机安全滑行的重要意义;在监测过程中将结果及时反馈给业主、停机坪管理单位、监理和施工单位,从而做到信息化施工,保证施工安全和停机坪运营安全。

飞机滑行荷载对下穿高铁的动力影响

随着空铁联运及机场综合交通枢纽的大规模建设,越来越多的高铁将不可避免的下穿机场跑道。由飞机起降及滑行荷载冲击的特殊性,可能引起下穿高铁隧道结构的变形甚至开裂,影响隧道的使用寿命和列车的行车安全。论文依托设计时速为350 km/h的广湛高铁下穿湛江国际机场跑道的区间隧道工程,基于多体系动力学分析模型,模拟轮胎道面相互作用,建立跑道土体隧道耦合动力学分析模型,对飞机滑行荷载作用下高铁隧道结构的动力响应进行了研究。研究结果表明,隧道结构出现附加最大拉应力为79.0 kPa,附加最大压应力为-129.0 kPa,均远低于C35混凝土结构的抗拉设计值。隧道结构出现附加最大垂向变形为0.192 mm,附加最大水平向变形为0.099 mm,位移较小,可以认为隧道结构在飞机滑行荷载作用下是安全的。目前,国内外既有铁路下穿机场跑道最高设计速度为120 km/h,隧道埋深不低于20 m,且尚处于施工设计阶段。针对本文依托的全球首例350 km/h高速铁路下穿机场跑道的工程,隧道埋深仅为10 m,建议对项目全寿命周期的响应数据进行长期监测,为开展后续空铁联运工程研究提供宝贵资料。

飞机荷载对隧道结构的动力影响分析

随着立体交通路网的发展,在机场跑道或停机坪下修建隧道的情况时有发生,这就需要研究飞机移动荷载对下穿隧道结构的影响,以确保其安全。文章依托北京市首都机场捷运工程,基于有限元法比选了节点动力荷载及面动力荷载两种简化飞机移动荷载的响应结果,结合计算结果与现场实测数据,进一步分析了飞机移动荷载对隧道结构的影响规律。结果表明:两种飞机简化荷载作用下,隧道的竖向位移变化规律相似,但节点动力荷载作用时隧道的竖向位移略大;飞机着陆点与隧道相对位置的变化对隧道结构的竖向位移变化规律影响不大;飞机位于隧道正上方三倍洞径范围内跑道时对隧道结构的动力影响是不容忽视的,不仅引起隧道结构发生明显的竖向位移,还可导致围岩压力的显著增大;而在飞机动、静荷载作用下,拱顶中心位置的围岩压力及竖向位移最大,需重点关注。

穿越机场隧道施工方法研究

该文结合国内外典型工程案例,论述了穿越机场(飞行区)隧道采用明挖法、暗挖法、箱涵顶进法和盾构法的优缺点、关键技术和适用范围。最后指出,穿越机场隧道合理施工方法的选取,除必须考虑建设场地的环境条件限制外,还必须结合隧道本身的使用功能以及建设规模做出合理选择。

BIM技术在广州白云国际机场综合交通枢纽项目中的应用

广州白云国际机场综合交通枢纽项目是由交通中心及停车楼、北进场路下穿隧道、的士巴士隧道、地铁机场北站、地铁机场南至机场北区间、城轨机场T2站等6大业态组成的大型国际机场综合交通枢纽。项目运用BIM技术进行各阶段施工部署,尤以错综复杂、立体交叉的地下工程为例,对凸出部、地铁区间段、下穿隧道施工进行模拟部署。利用BIM技术对综合交通枢纽项目的施工平面布置进行了全过程动态精细化管理。从设计、安全、质量、进度、绿色施工等多方面创新了BIM应用。

不停航机场跑道下大断面隧道施工技术

北京首都机场T2~T3航站楼联络线隧道在不停航条件下进行施工,为保证飞机的正常运行,施工过程中需满足机场跑道沉降小于30mm、平整度小于1‰的控制标准。为此开展了以控制机场跑道沉降为目的特大断面超浅埋隧道施工技术研究:提出了超长大管幕施工技术,通过采用管周保压注浆、微型盾构的自动微调技术,实现了低阻、高精、微沉的管幕顶进,取消了规范要求的中继间,简化了施工工艺,降低了施工风险;研发了远距离沉降非接触监测技术,以及基于数字视频的隧道收敛变形监测系统;提出了隧道周边管幕预支护、多导洞分部开挖支护的施工技术,以及管幕周边注浆填充空隙、管幕上方土体注浆和掌子面前方预注浆加固地层方法,有效解决了道面沉降控制的难题,满足了机场跑道的控制标准。

大跨度曲面屋盖风压分布特性的试验研究

通过某机场航站楼的刚性模型风洞试验研究,得到了上下屋盖表面的平均、脉动风压系数,对其风压分布特性进行了研究。结果表明:上表面屋盖主要呈现负压,在屋盖迎风面边缘出现较大气流分离;下表面屋盖迎风面出现正压,背风面主要为负压,风压系数变化梯度较大,风荷载特性更加复杂。