隧道段不同方法侧穿高架桥桩基的施工影响与控制措施研究

以成都市轨道交通17号线二期工程阳公桥站—龙爪堰站区间不同隧道段采用多种施工方法侧穿龙腾西路高架桥桩基础为工程背景,采用数值模拟和现场监测相结合的方法,对地铁隧道不同方案侧穿施工的地表沉降和桥墩位移进行分析。结果表明:矿山法隧道地表沉降及其邻近桥墩特别是邻近明挖法盾构吊出井的桥墩沉降均超出现场监测预警值,需要采取一定的加固措施保证道路和桥梁的正常运行。盾构法隧道侧穿段采用承台底部靠近隧道一侧桩周土体预注浆和管片背后二次深孔注浆相结合的加固方式,矿山法隧道侧穿段采用承台底部靠近隧道一侧桩周土体预注浆和拱顶大管棚与小导管注浆相结合的加固方式,桥墩沉降和地表沉降均小于现场监测预警值且加固效果显著。

基于开挖卸荷效应的地铁隧道施工过程数值分析

在地铁隧道实际施工过程中,围岩处于加、卸载的复杂变化过程中。隧道的开挖与支护过程是一个多步骤的、且上一步开挖都会对随后的各次开挖产生影响的复杂过程。依据地下工程问题的特点,即"先受力,后开挖,再支护",描述并模拟地铁隧道开挖卸荷效应下的真实施工过程。对地铁隧道施工中开挖卸荷效应进行详细分析,提出模拟地铁隧道开挖卸荷效应的四阶段模拟方法。以北京地铁8号线二期01标段西清区间隧道为工程背景,对地铁隧道盾构施工真实过程和开挖卸荷效应进行数值模拟与计算。分析开挖面支护力、支护时机、填充注浆以及考虑与不考虑开挖卸荷效应等因素对地铁隧道开挖与支护的影响,获得基于开挖卸荷效应的地铁隧道盾构施工的围岩–支护作用机制。

大直径盾构隧道扩挖地铁车站的力学性能研究

日益复杂的地铁建设环境使得地铁线路布置困难、施工风险加大,同时对施工方法也提出了更为严格的要求。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是解决复杂环境下地铁建设的一种新思路。以北京地铁14号线高家园站为背景,提出了在外径10m的大直径盾构隧道基础上采用CRD(CrossDiaphragm)法扩挖地铁车站的两种方案,利用"地层-结构"相互作用有限元法模拟了车站扩挖施工过程,研究了结构体系的受力转换规律。结果表明:在扩挖施工中,结构受力转换频繁;结构体系的最大轴向应力位置由管片环转移到初期支护,最大剪应力位置转移到封顶块管片;管片环由受压状态为主转向受剪状态为主,初期支护、中隔板、梁柱及临时支撑以受压状态为主;封顶块管片和顶梁上部翼缘处的应力较大,应对这些位置进行加强处理。

PBA大直径盾构隧道扩挖车站施工的关键技术

北京地铁十四号线采用外径为10 m的大直径土压平衡盾构进行地铁施工.由于盾构隧道扩挖车站施工具有盾构设备利用率高、建设进度快、环境影响小的优势,将台站采用盾构隧道已形成的中洞结合PBA法(洞桩法)扩挖而成,解决了盾构区间施工速度快与车站施工速度慢之间相互矛盾的问题.本文重点分析PBA大直径盾构隧道扩挖车站的工法特点,明确车站结构形式及施工步序,对施工过程中盾构掘进控制、管片拼装与拆除、纵梁与管片的连接、初支及二衬施作等关键技术进行了研究.施工完成后,实测数据显示地表沉降满足控制要求.研究结果可为类似工程提供参考及借鉴.

基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站关键技术研究

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是解决复杂环境下地铁建设的一种新思路。以北京地铁14号线大直径盾构扩挖地铁车站作为工程背景,详细讨论了大直径盾构穿越车站的方案和技术措施,首次提出了"盾构先行通过,后施工风道结构"的盾构通过风道模式,突破了"先形成风道结构,盾构再通过"的常规模式,成功解决了隧道和车站施工相互制约的矛盾;创造了"利用大直径盾构隧道作为施工通道和作业平台进行车站扩挖"的方法,并在高家园站成功应用,为地面占地困难的地铁车站施工提供了解决方法;根据大直径盾构隧道扩挖车站施工阶段关键工况的分析,对扩挖方案及管片拆除方法进行了优化;创造了一种用于对扩挖阶段的盾构隧道管片进行拆除的方法,并对盾构隧道内的临时支撑设置进行了优化。工程实践表明:在扩挖施工过程中结构自身风险及周边环境风险均得到有效控制。

矿山法扩挖盾构隧道修建地铁车站技术

论述矿山法扩挖盾构隧道这种修建地铁车站的新技术。广州地铁6号线东山口站利用该技术,成功解决了盾构过站和修建车站站台隧道之间的矛盾。结合东山口站的工程实践,分析该技术的特点及良好的使用效果。

分块型K管片用于盾构扩挖地铁车站的风险控制

将既有的模型试验研究得到的分块型K管片接触面轴力与弯矩临界包络线,作为分块型K管片用于盾构扩挖车站时的风险控制标准,以埋置深度、施工工况和扩挖错距作为关键影响因素,分析分块型K管片应用于盾构扩挖车站的风险控制问题。结果表明:分块结构的接触面经历了一个由上部区域转移到下部区域,再转移回到上部区域的受压复杂变化过程;扣拱扩挖对接触面的内力影响最大;随着扩挖错距的增大,接触面的内力也逐渐增大,且扣拱错距扩挖对接触面的内力影响较大;对3个关键因素共同作用下的接触面内力进行筛分,得到满足分块型K管片正常使用要求的不同扩挖工况下的埋置深度与临界错距的关系曲线,为分块型K管片应用于盾构扩挖地铁车站的施工风险控制提供理论参考。

强透水砂层运营地铁隧道正上方基坑施工关键技术

某运营地铁盾构隧道上半部分主要处于富水的中、粗砂强透水地层,由于垂直于隧道走向的两侧地下连续墙无法插入隔水地层,如何有效形成封闭的基坑止水体系,并实现运营地铁隧道的安全保护,是隧道正上方基坑施工的关键技术问题。通过对无法插入隔水地层的两侧地下连续墙外侧砂层实施冻结法以形成止水帷幕,隔断了基坑内、外侧的水力联系;通过采用三轴水泥土搅拌桩加固基底下方至隧道上方的砂层,控制地铁隧道位移,并加强基坑竖向止水效果。监测表明,运营地铁盾构隧道的最大位移量为-2.3mm,满足地铁安全保护要求。

盾构隧道扩挖修建地铁车站对周边建筑影响分析

以北京地铁盾构隧道结合洞桩法修建地铁车站为背景,采用有限元模型,研究了盾构扩挖修建地铁车站对地表及周边环境的影响,研究表明,小导洞开挖和主洞开挖对地表沉降影响最大;车站扩挖施工对建(构)筑物的影响程度受到相对位置关系、建筑物与土体相对刚度等控制,现场监测和数值分析表明,打设隔离锚杆桩是临近建(构)筑物施工中控制建(构)筑物沉降变形的有效方法。

大直径盾构隧道新型扩挖结构关键构件力学特征分析

结合北京地铁14号线?10m盾构隧道扩挖车站试验段工程,研究分析采用盾构中洞—边桩法扩挖修建地铁车站施工过程中结构体系的受力转换、受力行为及变化特征。通过地层结构数值模拟方法,动态分析确定盾构管片、边桩导洞、中导洞扣拱初衬及中柱等构件的内力和变形特征。研究结论可为类似工程的设计和施工提供参考。

基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站结构安全分析

北京地铁14号线将台站主体结构基于大直径盾构隧道扩挖形成,设计提出的扩挖方案为CRD法。在充分考虑扩挖车站部位地质条件及环境条件的基础上,分析了设计方案的弊端,提出采用洞桩法(PBA工法)作为扩挖大盾构隧道建造地铁车站施工方案,为有效控制地面沉降及扩挖施工对周围环境的影响,取消地面施工降水方案,扩挖前洞内采用超前深孔注浆堵水。并以将台站作为工程背景,采用有限元数值模拟方法,针对车站扩挖施工的优化方案,研究了关键施工阶段的结构体系受力转换规律。计算结果表明:在扩挖施工中,结构受力转换频繁,封顶块管片两侧的小管片拆除后,中洞拱部的初期支护压应力数值急剧增大,且超出了初期支护强度允许值,根据计算结果对中洞的初期支护参数和开挖方案进行了调整。从侧导洞开挖到中洞开挖支护期间,管片最大主应力为压应力,且未超出管片结构强度允许值,在封顶块两侧的管片拆除后,尽管管片结构的最大主应力由压应力变为拉应力,但由于拱部已经完成开挖支护,两侧管片的应力状态并不制约结构的整体稳定性;中隔墙最大主应力也出现在封顶块两侧的管片拆除后,但未超出中墙结构强度允许值。数值模拟结论和施工实践均表明基于本工程地质条件及环境条件所提出的车站扩挖施工优化方案能够保证车站结构安全。

我国城市地下铁道施工技术综述

文章较全面地叙述了我国目前在城市地下铁道施工领域所采用的主要施工技术,其中包括明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法等施工技术和异型大断面地下通道施工技术,以及冷冻、降水、防水、注浆、高压旋喷、锚杆等主要辅助工法。这些施工技术在我国城市地下铁道建设中起到了重要作用。

明挖基坑对既有下卧地铁盾构隧道影响的三维分析

湘雅路过江通道工程明挖基坑近距离上跨长沙市轨道交通地铁1号线,为了保证施工的顺利进行,建立三维数值模型研究基坑开挖对地铁1号线的影响。根据三维计算分析可知,采用基底MJS旋喷桩注浆预加固技术对隧道周边土层进行预加固可有效减少隧道衬砌变形,相较于未采用加固方案,采用加固方案时的衬砌最大竖向位移减小了33.6%,最大径向位移减小了76.9%,结构的最大轴力减小了11.7%,最大正弯矩较减小了17.8%,最大负弯矩减小了8.2%。

地铁隧道盾构下穿施工地块的数值分析

以佛山某地铁工程为例,分析盾构隧道开挖与上部地面结构同步施工的相互影响。采用Midas GTS NX软件建立三维有限元模型,对比上部结构在正常施工与停止施工的2种工况下盾构隧道开挖过程中的位移状况。结果表明:在"桩基础+托换梁"的条件下,上部结构施工对下穿隧道的盾构开挖有一定影响,但影响较小,两者同步进行施工基本可行。

地铁盾构机施工技术及过站方法分析

盾构法具有较高的环境适应性与施工安全性,所以它常被应用于技术难度较高且难以依靠人为完成的过江跨海隧道、地铁隧道或地下电缆铺设施工环节中。简单讨论了当前地铁项目施工中盾构机的几点关键施工技术,并对其过站技术方法进行了详尽解读。

基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站关键工况控制措施研究

北京地铁14号线将台站基于大直径单洞双线盾构隧道采用PBA工法扩挖形成。以地铁将台站作为工程背景,根据实际施工工序,分析了PBA工法扩挖大直径盾构隧道建造地铁车站的关键工况。利用"地层–结构"相互作用有限元法,研究盾构隧道两侧中洞非对称开挖和两侧K管片非对称拆除的关键工况施工力学机制。计算结果表明:由于两侧中洞的非对称开挖扣拱及两侧K管片的非对称拆除,导致中洞初期支护、管片以及中隔墙的应力分布呈现非对称状态;管片环的最大主应力由压应力变为拉应力;中洞拱部初期支护最大主应力出现在一侧的K管片拆除后;在中洞开挖阶段,中隔墙最大主应力出现在一侧中洞开挖后;在K管片拆除阶段,当一侧的K管片拆除后,中隔墙承受偏压,两侧的K管片均拆除后,中隔墙的偏压现象消失,此时中隔墙主应力最大。表明在两侧中洞非对称开挖和两侧K管片非对称拆除工况下,中隔墙承受明显的偏压。根据数值模拟结果和管片拆除试验段的中隔墙应变监测结果,针对中洞支护参数、中洞开挖方法、K管片拆除方法等设计方案进行了优化,以确保车站扩挖施工安全和车站结构安全。