CRD+顶撑密贴下穿技术的地层适应性

以北京地铁10号线密贴下穿公主坟站1号线工程为背景,使用有限元方法模拟CRD+顶撑密贴穿越工法施工全过程,通过改变下穿段底板土层的参数,研究该工法在典型地层中的适用性。通过研究发现:中密-密实的砂卵石地层、密实的粉土和砂性土以及硬塑的黏土地层,既有线的沉降发展缓慢且最终变形可以控制在3 mm以内;粉土地层对既有线的影响范围最大,黏土和砂性土次之,砂卵石地层最小。当新建地下结构地基为密实或中密的砂卵石、密实的砂土和粉土或硬塑和坚硬黏土时,CRD+顶撑工法沉降控制合理;而稍密的砂卵石和中密的砂性土通过地基加固后能较好地控制沉降;但是在松散的砂性土及承载力小的黏性土中,顶撑力施加会引起较大的沉降,不推荐在这类地层中应用。     

砂卵石地层地铁近接下穿既有盾构区间施工控制技术

为探究地铁暗挖近接施工下穿既有盾构区间加固技术适应性,以成都5号线近接下穿既有3号线为工程背景,提出适应于成都砂卵石地层的预埋注浆加固保护方案,且通过数值模拟研究了不同注浆加固范围的保护效果、注浆过程对隧道结构影响以及对下穿过程规律性进行讨论,并结合现场监测分析.结果表明:既有隧道注浆加固范围扩大,其隧道结构变形呈线性减小,隧道结构纵向沉降槽呈线性缩小,适当增大既有隧道注浆范围可控制其变形量;预埋钢花管注浆加固过程中,浆液压力和土体硬化将导致既有隧道结构竖向产生沉降,水平方向相向靠拢;地铁下穿过程中,既有隧道结构主要产生竖向沉降,先缓慢沉降,隧道穿过后沉降变形突增,再趋于稳定,前期有一定反应阶段;相比既有隧道,近距离的大范围注浆加固导致土体硬化,5号线结构变形预变形阶段极大缩短,反应时间短,施工风险增大.提出二次衬砌工序优化、深孔注浆加固补救措施以及节点位置格栅密排等措施能够降低既有盾构运营风险.     

大断面暗挖平顶直墙结构密贴下穿既有线沉降控制关键技术

以某地铁1号线卫星广场站大断面暗挖平顶直墙结构密贴下穿既有线为工程背景,介绍了6导洞的洞桩+洞柱法结合的施工方案.分析总结了下穿过程中的沉降控制关键技术:超前预注浆、注浆抬升、顶升动态沉降控制、初支和二衬背后注浆.监测结果表明:既有线底板最大沉降为8.9mm,变形缝处差异沉降最大值4.5 mm,轨道沉降值最大值为2.8 mm,成功实现了安全下穿既有线.     

超浅埋隧道下穿高速公路施工沉降及控制研究

以重庆铁路枢纽东环线新白杨湾下穿高速公路隧道工程为依托,研究了超浅埋隧道下穿高速公路施工沉降及控制问题.结合相关规范和类似隧道工程,提出本工程下穿高速公路路面沉降控制标准为20 mm.采用有限元分析软件MIDAS-GTS NX建立台阶法、CD法和CRD法3种不同工法施工模型,分析其围岩变形、围岩应力、塑性区域以及地表沉降等影响路面沉降的力学特性变化规律.研究结果表明:在控制围岩变形方面,台阶法控制效果较CD法和CRD法好;从塑性区的分布范围和塑性变形值来说,台阶法较优;台阶法施工最大路面沉降为12.6 mm,CD法和CRD法分别较之增大了39.68%和53.17%,所以台阶法控制沉降最佳.综合分析基础上提出浅埋隧道下穿高速公路施工变形控制措施,对同类工程有指导意义.     

双层车站零距离下穿既有车站变形控制技术

本文依托北京地铁6号线苹果园站零距离下穿既有地铁1号线苹果园站工程,介绍新建大体量（两层三跨结构）零距离下穿既有车站结构施工方案,指出了导洞开挖、相邻导洞间土体开挖、扣拱浇筑混凝土硬化等三个容易引起既有结构产生较大变形的关键阶段。并针对这三个阶段,提出了深孔注浆、抬升注浆、丝杠支顶以及高压回填注浆四个既有结构变形控制关键技术。采用数值模拟方法预测了既有结构变形情况,优化了丝杠参数。结合现场监测结果,以上工程措施保证了新建结构下穿施工过程既有结构的正常运营。通过以上研究,可为类似新建大体量开挖工程中既有结构变形控制措施提供技术支撑。     

地铁车站顺行密贴下穿既有隧道安全风险评估

借鉴已有的穿越工程安全风险评估手段,引入肯特法安全风险评估技术,从工前检测、工前评估、工中动态控制及工后评价4个方面入手,建立了适用于新建地铁顺行密贴下穿既有隧道结构的安全风险评估体系.通过工前检测和工前评估可以精准地掌握既有隧道结构的服役状态并确立合适的施工期间允许变形控制值;工中动态控制实时地反映了既有结构的变形情况,是该评估体系的重中之重;工后评估突出施工结束后对既有结构的检测及监测,以图评价整个施工过程对既有结构造成的影响.将该成果应用于新建北京地铁15号线奥林匹克公园站顺行密贴下穿大屯路隧道施工过程中,结果表明,穿越工程安全风险控制达到了预期的控制目标,确保了大屯路隧道在隧道施工过程中的安全运营.     

盾构隧道近接下穿施工对居民建筑楼群的影响研究

以深圳地铁10号线福田口岸站—福民站区间盾构隧道近距离下穿福民新村民居建筑楼群工程为依托,应用有限差分软件FLAC3D建立了包括既有建筑群、建筑基础、新建隧道和地层的数值模型,并根据实际施工方案对地铁盾构隧道的施工过程进行了数值模拟,研究在注浆预加固方案下隧道下穿施工对建筑楼群变形的影响。通过对各建筑沉降数据的分析,得出以下结论:(1)盾构隧道的近接下穿施工,将会导致既有建筑群产生一定程度的不均匀沉降;(2)在注浆预加固方案下进行施工,福民新村民居建筑楼群的最大沉降及最大倾斜度分别为18. 537 mm及0. 000 623,均小于相应规范规定的控制值,说明在注浆预加固方案下进行隧道掘进,可保证各相关民居建筑的沉降及变形控制在安全范围以内。     

地铁暗挖隧道密贴下穿污水箱涵变形特征研究

为了解决地铁暗挖隧道密贴下穿大断面污水箱涵变形控制的工程难题,通过Midas GTS NX模拟分析了不同污水流量下暗挖隧道施工引起的既有箱涵的结构变形规律,通过现场监测对施工效果进行评价,主要取得以下认识：污水荷载的变化对箱涵的沉降值影响较大,箱涵内充满污水时的最大沉降值是箱涵内没有污水的1.75倍;当污水高度控制在箱涵管径的0.754m高度以下时,可以保证箱涵结构的安全性;在距离箱涵的间距约13m范围内进行降水以及开挖施工对箱涵扰动较大,沉降最大值为16.86mm,该阶段箱涵的最大沉降值占总沉降值的74%;采用叠加法修正Peck公式能够描述下穿段箱涵结构沉降曲线,暗挖隧道施工时箱涵的沉降槽宽度取值范围为6.32~6.9m,沉降曲线最终呈“U”形。     

盾构下穿地铁运营隧道沉降规律分析

为确保盾构安全顺利地下穿地铁运营隧道,避免下穿过程中引起运营隧道过量沉降,影响既有线运营安全,以北京地铁14号线阜通西站~望京站盾构区间隧道下穿地铁15号线运营隧道为工程背景,对左右线盾构2次下穿15号线运营隧道施工过程和沉降情况进行对比分析。在分析右线盾构首次下穿地铁运营隧道结构沉降规律的基础上,制定了左线盾构二次下穿运营隧道的施工参数和相关控制措施,确保了二次下穿运营隧道结构沉降控制在-3 mm以内,取得了良好的效果。研究结果表明:通过设定较高的土压力,采用盾体上的径向注浆孔向盾体和土体之间的空隙注入填充物,提高同步注浆浆液质量和及时进行二次补浆等措施能够有效减小运营隧道结构沉降;盾构施工引起15号线运营隧道的横向沉降范围与施工参数基本无关,左右线穿越有明显的叠加效应,叠加区域内,横向沉降显著影响区域在0~4 D;在不采取超前预加固措施的基础上,仅通过合理设定盾构施工参数和隧道内采取相关措施,能够将15号线隧道结构沉降控制在-3 mm以内。研究结果具有较强的工程实用价值,特别是对盾构下穿运营隧道施工方案的制定具有较强参考价值,也可为国内外类似盾构下穿既有线工程提供借鉴。     

双线隧道下穿施工对铁路路基沉降影响数值分析

随着山区城市轨道交通快速发展,轨道交通区间隧道下穿既有铁路工程越来越多。由于山区城市特殊的地质条件和周边复杂环境,区间隧道布置受到限制,左右线隧道水平距离较近。与单线隧道施工比较,双线隧道施工引起既有铁路路基沉降更为复杂。左右线隧道的水平距离对下穿既有铁路引起铁路路基沉降影响规律尚不清楚,还需进一步研究。依托山地城市贵阳轨道交通3号线区间隧道下穿既有铁路工程,建立三维数值模型,分析铁路路基沉降特点,研究不同水平间距双线隧道下穿施工引起既有铁路路基的沉降变形规律。研究发现随着双线隧道水平间距减小,沉降槽范围增大,铁路路基最大沉降值逐渐增大。随着双线隧道水平间距增加,铁路路基沉降最大值位置由隧道中心线对应路基向左线隧道、右线隧道中心线相对应的路基位置转移,路基横向沉降曲线呈V型-U型-W型变化。当隧道水平间距小于15 m时,路基横向沉降曲线呈V型,应加强支护措施,减小后行隧道施工对既有铁路路基沉降产生的叠加效应,将铁路路基沉降控制在允许范围。     

崇文门站顶管预支护方案三维有限元分析

北京地铁五号线崇文门站,下穿既有地铁一号线区间隧道,车站顶板与区间隧道底板间距2.858 m.为了严格控制既有环线区间隧道的沉降,确保环线地铁运营安全,首次采用了顶管作超前预支护.考虑不同的顶管直径以及周围地层的弹性模量对地表、拱顶和既有线的变形影响,用3D-Sigma三维有限元软件进行施工效应的计算模拟,掌握顶管预支护洞室的力学效应,预测车站施工引起既有隧道的沉降量.计算表明用大刚度的顶管作超前预支护,可以满足既有线地铁运营和城市地表建筑物变形控制要求.     

暗挖隧道下穿既有地铁站变形控制及影响分析

杭州某新建地铁车站与已运营车站采用T型站厅换乘,新建车站地下三层采用双矩形暗挖隧道"零距离"下穿已运营车站。国内尚未有在软弱黏性土及高承压水地层中实现"零距离"下穿已运营车站,施工中需要同时保证既有车站和新建隧道的施工安全和结构安全。采用工程类比、理论研究和数值分析相结合的方法,结合地质条件和周边环境深入研究既有车站变形控制标准,土体改良技术、承压水处理措施,通过分析施工过程中对既有车站产生的影响,得出合理、可行的暗挖设计技术方案和MJS辅助工法加固厚度及相关参数。通过研究在MJS加固后进行双矩形暗挖施工,既有车站结构沉降变形、内力裂缝等均满足相应保护标准,验证了设计方案的合理性和可行性。     

双线盾构隧道斜交下穿对高速公路的影响

为研究盾构隧道斜交下穿施工对既有高速公路工程的影响,以某城市轨道交通盾构下穿工程为背景,采用FLAC3D进行盾构施工三维数值模拟,分析了双线盾构施工对公路路面、路堑边坡的影响规律,评价了施工方案的安全性。结果表明：盾构斜交下穿时,路面沉降呈现三维非对称特征,在公路横断面方向,沉降曲线呈现左低右高的线性规律,在公路纵断面方向,沉降曲线呈现左高右低的不对称“V”形,且横断面方向沉降总是大于纵向沉降;边坡竖向位移大于水平位移,以沉降变形为主,开挖面距边坡坡脚水平距离约为2倍洞径时,边坡位移显著增加,该区段为施工强影响区;双线盾构贯通后,路面最大沉降值为3.15mm,纵向沉降变化率为0.0094% ,边坡最大水平位移为1.2mm,三者均小于变形控制标准,公路路基、边坡无塑性区出现,处于弹性状态,盾构下穿施工对既有高速公路影响较小。研究结果可为类似盾构下穿工程提供参考。     

南京地铁软流塑地层盾构下穿既有隧道处理加固技术

新建地铁极近距离下穿既有运行地铁的设计和施工是其重点和难点,土质条件和地下水赋存等条件是其控制性因素.以南京地铁5号线三山街站-朝天宫站盾构区间隧道出三山街站下穿既有地铁1号线为研究背景,研究软流塑地层新建地铁下穿既有运行地铁的设计和施工要点.分别选取3种地层加固方案确保盾构机顺利穿越隧道:方案1(管棚+水泥土搅拌桩+袖阀管注浆联合加固)、方案2(微扰动注浆加固)、方案3[水平旋喷桩全方位高压喷射(metro jet system,MJS)加固)],通过对方案加固效果进行对比分析,最终选定方案1.随后在选定方案的基础上研究了土舱压力和注浆压力对既有隧道位移的影响.结果表明:土舱压力在0.19 MPa以内变动时对隧道控制效果最显著,在实际施工过程中,注浆压力不宜过大,以防水泥浆液劈裂土体造成土体破坏,应实时进行监测.     

铁路下穿既有管廊隧道稳定性影响分析

近年来,城市地铁不断发展,也遇到了许多难题,新建铁路隧道近接下穿既有结构施工就是其中的难题之一。本文以佛山市东平1号隧道近接下穿岭南大道既有综合管廊工程为工程背景,针对本工程跨度大、线间距小、埋深浅的特点,选取了开挖方式为浅埋暗挖法中的"CRD"法(交叉中隔壁法),借助有限元软件Midas/GTS数值模拟并与现场实测值对比分析,研究隧道施工过程中既有管廊的变形规律。     

CRD工法在下穿既有线暗挖隧道施工中的应用

本文以北京地铁十号线二期角门西站下穿既有四号线暗挖隧道为例,介绍浅埋暗挖CRD法下穿既有线施工技术,探讨CRD法下穿既有线施工关键和技术难点,提出相应的解决措施。     

箱涵下穿既有铁路路基注浆补强效果数值分析

在某工程采用箱涵下穿既有线路方法建造立交道口时,为保证箱涵顶进过程中列车的通行安全,在顶进前对一定范围内的路基用水泥砂浆进行了注浆补强.为考察其效果,运用FLAC3D建立了一个三维模型,对箱涵顶进过程进行了数值模拟分析.模拟结果表明:箱涵周围土体注浆补强,可使顶进施工引起的线路沉降有所减小,且沉降曲线明显变缓,这样在保证安全的前提下可以适当提高列车通行速度.     

盾构隧道下穿铁路线轨面沉降规律分析

以某市轨道交通5号线和平公园站至红钢城站区间隧道下穿武九铁路为依托工程,采用FLAC3D软件对盾构隧道下穿铁路施工引起的轨面沉降进行三维数值模拟分析,得到了既有铁路线轨面的沉降规律。研究结果表明,在盾构隧道施工过程中,武九铁路线轨面最大竖向位移为1.94mm,穿越隧道范围铁路线纵向沉降差最大值为0.62mm,武九铁路的变形值满足相关保护标准的要求,区间盾构隧道施工不会影响既有武九铁路的正常安全运营。     

大直径土压平衡盾构下穿既有线U形槽结构变形

为确保盾构安全顺利地下穿地铁运营U形槽线路,避免下穿过程中引起U形槽结构过量沉降,影响运营安全,以北京新机场线2、3号风井盾构区间大直径土压平衡盾构下穿既有大兴线U形槽为工程背景,研究了砂卵石地层盾构隧道开挖对U形槽变形影响。通过对U形槽结构竖向位移、横向位移、轨道竖向位移、轨距等大量监测数据进行分析,得出盾构隧道开挖过程中既有结构的变形规律。结果表明:下方隧道开挖会造成U形槽和轨道结构产生不均匀隆起、沉降变形,竖向变形在2. 0 mm以内;隧道横向变形表现为不规则波动,变形在±0. 5 mm以内;轨距变化在±1 mm以内。既有U形槽结构竖向位移与盾构掘进参数关系密切;通过严格控制盾构施工参数,采用二次注浆、深孔注浆方式对管片背后进行填充,可大幅减少结构沉降。研究结果可为控制U形槽结构变形,确保既有线运行的安全提供借鉴。     

软土盾构不同穿越形式对既有隧道扰动影响分析

以上海某实际隧道叠交段土层分布为背景, 采用3维有限元方法对新建隧道分别以先下后上夹穿、下穿和上穿3种形式穿越既有隧道施工过程进行模拟, 分析了在每种穿越形式下既有隧道的变形, 给出了每种穿越形式下控制既有隧道变形的合理措施. 研究结果表明, 在盾构开挖过程中, 既有隧道圆形断面不仅出现变形, 而且也出现了扭转; 新建隧道先下后上夹穿既有隧道的控制重点不是既有隧道最终沉降, 而是开挖过程中出现的最大沉降值; 下穿形式下, 控制重点为既有隧道最终状态沉降曲线; 上穿形式下, 控制重点为既有隧道的大幅度上浮. 同时对比了实测和模拟数据,验证了数值模拟的可靠性. 研究成果为地铁叠交段穿越形式的选择、施工及既有隧道保护技术提供了一定理论基础.