新一代高速铁路地下站隧工程设计理念与方法

以往高铁车站建设多集中于城区或郊区,很少涉及文化保护区,人文环保重视程度较低,且高铁线路接入市区的方式多为地面线,易对城市环境产生不良影响。首先分析当前国内外高铁站建设理念的优点和不足,依托以智能修建为主题的京张高铁清华园盾构隧道和以文化保护为主题的八达岭地下长城站,提出新一代高速铁路站隧工程的设计理念与方法。新一代高铁站隧工程设计理念主要囊括环境融合、安全舒适、低碳环保等内容;环境融合包括站景融合和隧城融合;安全舒适包括站隧工程结构的安全和运营环境的舒适;低碳环保包括基于BIM的环保高效全过程管理理念以及绿色低碳的施工、运营理念。

南极长城站地磁台的建设

南极长城站地磁台建成于1987年3月,它包括观测室、记录室和各类探头室等。建筑材料具有无磁性、保温的特点,结构采用防雪、抗强风的高架建筑形式。建成后即开展了地磁场的常规观测,并取得了不同周期地磁变化的记录资料,这些资料目前已整理成册,供分析研究。

京张高铁八达岭长城地下站设计理念及实现路径

京张高铁八达岭长城站是我国第一座完全采用钻爆法开挖的深埋地下洞群车站,其设计理念、方法和内容都不同于常规地铁车站,也不同于地面火车站和城市浅埋明挖或盖挖的火车站。为适应八达岭长城站独特的地理位置、文化环境、埋置深度,提高车站的安全性、适用性、环保性和文化性,八达岭长城站确立"更安全、更人文、更环保、更耐久"的设计理念,并作为核心思想指导车站选线、选址、总体方案设计、防灾救援、支护体系设计、施工工艺和设备选型等整个设计过程。通过采用更安全的群洞布局和流线设计,更人文的选线选址、设备选型和环境营造,更环保的排水体系、粉尘处理和施工工艺,更耐久的支护系统和衬砌结构,实现车站的设计理念。

南极长城站与北京地区地磁脉动观测资料的对比分析

本文将我国首次南极考察得到的长城站地磁脉动资料与北京地区的同时地磁脉动观测资料作比较。对比分析表明 ,在磁静日中两个地区以平静的脉动为主 ,南极长城站有时出现Pc1 /Pc4- 5脉动 ,北京地区会出现 Pc3脉动。Pi脉动出现很少。但在磁扰日中 Pi型脉动出现次数明显增加 ,还会出现在对应的小时段上。不过长城站的 Pi脉动往往比北京地区强些。

京张高铁八达岭长城站超大跨隧道开挖工法研究

开挖步序的选择是超大跨隧道建设的关键技术问题。文章以京张高铁八达岭长城站为工程背景,采用数值模拟方法,对比分析了采用"品"字形开挖工法、双侧壁导坑法和三台阶预留核心土法3种工法时围岩的受力和变形特征。研究结果表明:采用"品"字形工法时围岩变形平稳增长,安全风险相对分散;采用双侧壁导坑法开挖中岩墙时,因跨度突然增大,围岩变形迅速增大,存在变形突变阶段,安全风险集中在中岩墙开挖阶段;采用三台阶预留核心土法时围岩变形集中在第一台阶的开挖阶段,安全风险也相对集中在该开挖阶段。采用"品"字形开挖工法时初期支护喷射混凝土的压应力最小,采用双侧壁导坑法在中岩墙开挖时将引起隧道拱顶受力形式的突然转换,导致喷射混凝土应力突然增加。

京张高铁八达岭长城站耐久性设计方法及措施

为了提高隧道及地下工程的耐久性,降低地下工程运营期维修养护的成本,采用系统分析法研究地下工程的耐久性机理,提出地下工程结构耐久性的计算模型及其定量化设计方法。隧道结构的耐久性取决于初期支护和二衬承载力的衰减,初期支护承载力的衰减将引起二衬荷载的增大,隧道结构耐久性的安全系数可采用二衬承载力与其荷载的比例来表示,当二衬荷载增长曲线与其承载力衰减曲线相交时,隧道结构达到承载力极限状态,此时也即为隧道耐久性的设计使用年限。八达岭长城站支护体系设计中,采用围岩长期自承载的设计理念,利用长寿命初期支护加固围岩,形成持久的围岩自承载拱,长期承担全部围岩荷载,二衬作为安全储备。同时,增加锚杆注浆保护层的厚度和密实度、设置居中定位器来提高锚杆的耐久性,采用分段高压注浆来提高锚索的耐久性,采用中低热水泥、Ⅰ级粉煤灰、多级配整形骨料、控制入模温度、优化配合比、进行保湿保温养护等措施提高二衬混凝土的耐久性,形成长寿命支护结构体系。

京张高铁八达岭长城站设计思路及创新支撑

为给八达岭长城的游客提供最便捷的交通服务,京张高铁下穿长城并在长城脚下设置了地下车站,该车站是目前世界上“建设规模最大、埋深最大、开挖跨度最大、洞室结构最复杂”的地下暗挖高铁车站,面临深埋车站舒适环境营造、防灾疏散救援保障、超大跨隧道和密集洞群稳定支护、重要风景名胜区文物和环境保护等关键技术难题。针对这些问题,八达岭长城站提出了“更安全、更人文、更环保、更耐久”的设计目标,采用了更安全的群洞布局和流线设计,更人文的选线选址、设备选型和环境营造,更环保的排水体系、粉尘处理和施工工艺,更耐久的支护系统和衬砌结构,解决了以上难题,并取得了以下成果:(1)创建了多层密集洞群地下车站新模式及洞群修建技术;(2)研发了30m以上超大跨隧道修建技术;(3)提出了深埋地下车站环境营造及防灾救援技术;(4)建立了下穿长城古建筑微震爆破技术和下穿风景名胜区环境保护技术等一系列技术创新成果。

京张高铁八达岭长城站清污排水分离系统设计

京张高铁八达岭长城地下车站埋深达102 m,车站具有规模大、洞室群复杂、周边环境敏感的特点。基于保护生态环境的绿色设计理念,创新性提出地下车站清污排水分离系统的设计概念。详细介绍车站包括进、出站通道、站台层及设备用房的特殊结构布置形式,对站内各部位排水排放量进行分析计算,并结合各部位结构特点进行针对性的排水设计。考虑清水系统经过防排水措施的有效疏导,再经过排水管路、管沟自行排出车站;污水系统采用真空抽排方式提升至室外污水压力井;废水汇入通道楼扶梯下集水坑及废水泵房提升至室外废水压力井,在排水过程中清水与污废水排放路径达到完全分离,达到了清水可利用、污废水可纳入市政的环保目的。

京张高铁八达岭景区设站研究

京张高铁经八达岭景区设地下站,地下站埋深较深,且经过全国重点风景名胜区八达岭景区,涉及工程结构安全、铁路运营安全、旅游安全、文物安全,以及对景区景观、环境的影响等方面的问题,使得八达岭地下站成为各方关注的焦点。通过对八达岭地下站涉及的相关问题进行综合分析,认为在八达岭景区设站是必要的。通过方案比选,滚天沟地下站方案在技术上是可行的,车站设于滚天沟广场地下,游客乘降方便,有利于改善八达岭景区的交通拥堵状况,运输方式低碳、环保、安全、快捷,是相对较优的方案。最终选定在八达岭长城景区设置埋深102 m的地下车站作为实施方案。

京张高铁八达岭长城站防灾疏散救援强化设计

京张高铁八达岭长城站埋深达102 m,具有78个洞室,结构复杂,防灾疏散救援难度极大。为应对八达岭地下站突出的防灾、疏散、救援、指挥等问题,在常规防灾疏散救援设施设备基础上开展了强化设计,在不改变原有防灾救援疏散各系统运营维护体制的前提下,通过在消防控制室设置一套防灾综合监控平台,运用理论研究、数值计算、软件开发等方法,将各类防灾信息进行综合、集中、三维可视化展示;综合监控平台能够针对各种防灾疏散救援相关信息进行综合数据的分析、挖掘,并在平台中植入救援联动控制预案,提升了灾前感知,救灾联动控制,灾后评估分析的能力;建立八达岭长城站的三维仿真演练示范系统,利用BIM/VR等技术进行可视化的3D仿真培训演练。防灾综合监控平台的建设,强化了八达岭长城站的防灾、救灾、减灾能力,为运营安全提供保障。

地震、地磁观测正规化的北京地震基准台

主要论述了北京地震台的观测实践与观测结果,这些观测,为地震监测预报和地球物理研究提供了第一手连续可靠的资料,地磁观测资料连续12年获得全国地震台站资料质量评比第1名,测震观测资料自1986年以来,评比名次不断提高,大地震速报多年来获第2名,1990年获第1名。

京张高铁八达岭长城站监理质量控制措施

推行验收标准化和首件验收制度,规范验收流程,落实验收责任。通过实施样板引路、质量标准段、示范点的建设,形成以点带段,发挥亮点辐射、成段延伸的作用,从而促使监理标段的施工质量达标,顺利完成了本标段的监理任务。