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.     

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。     

地铁暗挖下穿富水黄土建筑沉降特性及规律

为了研究富水黄土地区暗挖地铁下穿既有建筑时地表和建筑的沉降特性及规律,确保其施工安全,基于西安地铁3号线长通(长乐公园站—通化门站)暗挖区间,采用MIDAS/GTS建立三维有限元模型,对浅埋暗挖下穿建筑进行动态模拟,得到有无超前注浆时的建筑沉降曲线、工后沉降分布曲线以及工后地表沉降云图,并结合现场实测数据,对比分析下穿过程中建筑的竖向位移、沉降差值随开挖的变化规律以及施工后地表的变形分布。研究结果表明:2种工况下建筑的沉降均主要受其下方左洞开挖的影响,左线下台阶开挖后沉降速率达到最大值,当建筑下部土体全部挖空后沉降达到最大值,施工完成后建筑的沉降以左线为中心呈对称分布;未注浆时建筑的最大沉降发生在基础底部,为119.5mm,差异沉降值为120.5mm,采用超前注浆时最大沉降和差异沉降分别减小了74.7%和75.6%;地表沉降范围为施工区域的2.5~3.0倍,整体呈斜W形分布,左侧变形稍大;未注浆加固时其沉降槽较深,达到了112.3mm,注浆后其最大值仅为15.1mm;与模拟数据相比,现场监测值略大,产生偏差的原因可能是其实际地质条件更复杂,且沉降受地表各种荷载及施工爆破的影响,依托工程实测累计沉降为16mm,可满足控制要求,现场实测数据与数值计算结果吻合较好,可为黄土地区类似工程设计与施工提供一定参考。     

北京地铁洞桩法车站地表沉降变位控制分析

以北京地铁6号线洞桩法车站为工程背景,首先在现场实测数据分析的基础上对北京地区暗挖车站地表沉降值进行预测;然后选取Cam-clay(修正剑桥模型)对北京地区洞桩法地铁车站地表沉降规律进行分析;最后基于变位分配法对洞桩法地表沉降的位移控制进行分阶段处理,实现地表沉降分阶段控制的目标.结果表明:北京地铁6号线洞桩法车站地层损失率V1均小于1%,地表沉降槽宽度参数K为0.65~0.8;小导洞开挖(施工步序1)和二衬扣拱施作(施工步序3)引发的地表沉降所占比例之和近80%,施工步序1、3对控制地表沉降具有重要意义;现场实测和数值计算的结果基本吻合,地表沉降最大值均出现在车站中心线上方.     

节理岩体中连拱隧道施工对周边建筑物的影响

以重庆东水门大桥—千厮门大桥渝中区连接隧道为研究对象,基于UDEC软件建立离散元数值模拟分析模型,研究了城区连拱隧道施工引起的地表沉降,上部建筑物基础沉降及倾斜,新建隧道下方已有轨道六号线的变形、受力特征,并将监测数据与数值模拟进行对比分析。结果表明,连拱隧道左侧隧道上导坑施工引起的隧道拱顶沉降和基础沉降量最大,经计算上部建筑物基础最大沉降量为3.81mm,最大倾斜量为0.02%,建筑物基础沉降量和倾斜在规范许可范围之内;隧道施工引起的地层损失使得轨道六号线左拱肩向上隆起,六号线弯矩分布规律和其变形形态基本一致,弯矩最大值位于左拱肩部位,最大值为238kN·m;数值模拟计算结果与监测数据量值相当,变形趋势基本一致;采用UDEC软件可以准确地计算出隧道开挖过程中节理的存在对隧道周围建筑物变形的影响。     

浅埋铁路隧道下穿高速公路施工技术研究

依托某工程隧道,开展浅埋下穿隧道优化施工技术研究.工程采用CRD法施工,在未进入隧道下穿段的地表沉降和拱顶下沉等现场监控数据表明,进入下穿段时,因不能有效的控制地表沉降和无法满足下穿段的设计标准以及确保施工安全要求,必须对现有的施工方案进行优化.通过对优化施工方案进行三维数值模拟,研究工法中不同方案下的可行性和对地表沉降的影响,结合现场监控量测数据,证明增强超前管棚支护,加强掌子面强度以及减小开挖步距的方案是可以将地表沉降控制在40mm范围内的.     

饱和软黄土地层地铁隧道施工诱发的地表变形

开展西安饱和软黄土地层地铁隧道施工地表沉降特性研究具有重要理论意义与工程应用价值,以西安地铁三号线通化门-胡家庙区间隧道右线为工程背景,采用现场实测的手段研究了饱和软黄土地层矿山法地铁隧道施工诱发的的地表沉降规律,并与该地层下采用矿山法与盾构法施工和饱和软黄土地层与普通黄土地层下的地表沉降值进行了对比。实测数据表明饱和软黄土地层矿山法施工诱发的地表沉降最大值位于隧道中心处,其值为48.98 mm,影响范围约为2倍的隧道洞径,最终的沉降槽宽度为2D;纵向地表沉降变形历时曲线可分为3个阶段,其中第二阶段占总沉降量的3/4,为主要沉降阶段。饱和软黄土地层采用盾构法施工时地表沉降最大值为35.5 mm,而采用矿山法施工时地表中心沉降最小值为41.2 mm;与普通黄土地层相比,在普通黄土地层采用矿山法施工时地表中心最大沉降值为28.1 mm.结果表明:饱和软黄土地层地铁隧道施工诱发的地表沉降远大于普通黄土,当隧道存在饱和软黄土地层时必须引起重视应优先采用盾构法施工,如采用矿山法施工必须采取相应的控制措施。     

中洞法连拱隧道施工稳定性分析及优化

针对中洞法连拱隧道暗挖施工的稳定性问题,依托广州大道中站工程实例,综合分析了开挖过程拱顶沉降、底部变形、洞周收敛、初支结构应力、中隔墙应力以及地表沉降等指标的动态响应特征,总结了不同工艺参数下隧道变形规律,结果表明:拱顶沉降最大值和最大沉降速率以及底部隆起最大值均在后行洞,而先行洞洞周收敛值最大,为1.59 mm;侧洞靠近中洞上台阶支护结构受拉而远离中洞上台阶受压;中隔墙中部主要承受压应力,而顶纵梁和底纵梁则同时承受拉应力和压应力;地表沉降最大值位于隧道中心,为7.20 mm,隧道施工影响区域半径约为25 m;隧道稳定性随中洞上下台阶错距及侧洞相邻台阶错距的增大而减弱,随侧洞拉开距离增大而增强。     

西安地铁盾构下穿古城墙沉降分析及加固效果

为研究双线盾构下穿过程诱发地表沉降的规律及上部古城墙的变形特征,依托地铁4号线区间隧道下穿和平门古城墙工程,通过数值模拟和现场测试手段对沉降及加固效果进行分析。结果表明:在袖阀管注浆加固及门洞钢拱架支护等作用下,城墙地基区域地表沉降值减小4mm,城墙结构沉降减小约2.2mm,避免了地基局部隆起过大和倾斜率超限;城墙地基区域加固工况下地表横向沉降曲线为宽而浅的单峰沉降槽,未加固工况下表现为窄而深的双峰沉降槽;左、右线隧道施工存在相互影响,且变形稳定后右线隧道地表沉降峰值大于左线。现场实测与数值计算的结果吻合良好,分析方法和研究结果可为日后黄土地区类似的盾构穿越工程提供有益的参考。     

盾构近距离下穿桥梁数值分析与监测

目的分析盾构掘进施工对桥桩的影响,评估盾构掘进对桩体位移、桩身轴力、弯矩等的影响程度.方法以石家庄轨道交通1号线下穿周汉河桥段为例,采用三维数值模拟的方法建立双线盾构穿越桥梁桩基础模型,对盾构掘进施工过程中所引起的桩基础的位移和内力进行分析,以数值分析为基础制定合理的监测方案,对盾构掘进穿越桥梁基础进行现场监测.结果盾构施工造成的桥桩应力变大,1号桩最大应力为0.86 MPa,2号桩最大应力为1.96 MPa远小于设计值22.4 MPa;左线盾构掘进完成后,地表的最大沉降为5 mm,右线盾构掘进完成后,地表最大沉降为10.2 mm;桥桩的最大水平位移为2.6 mm,其中2号桥桩的沉降最大,为9.35 mm;下穿周汉河桥桩段路面最大下陷值为6.9 mm,3处桥梁桩顶沉降分别为5.78 mm、5.51mm和5.43 mm,小于施工限值12 mm.结论数值模拟计算结果与现场实测数据的结果符合较好,说明模拟计算时所建立的数值模型与相关物理力学计算参数的确定是合理可靠的.     

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。     

盾构穿越既有铁路的地表沉降分析

以天津地铁3号线铁东路站～北站盾构区间隧道为背景,通过现场实测和数值模拟的方法,对盾构施工穿越既有铁路引起的地表沉降规律进行了研究。现场实测数据表明:沿隧道轴线方向不同位置的地表位移变化较大,对于双线隧道施工,后建隧道对先建隧道的土体扰动影响较大。结合现场监测数据及各项施工参数设置,采用ANSYS有限元分析软件对隧道下穿既有铁路的施工过程进行了数值模拟。在此基础上,通过模拟与实测数据的对比分析,总结了盾构隧道施工引起的既有铁路纵向和横向地表沉降规律,为类似工程的设计和施工提供参考依据。     

上部重交通动载引起地铁浅埋暗挖通道的附加沉降分析

以中原地区某地铁1号线暗挖通道为工程实例,对上部交通流量进行统计分析,测得交通荷载引起地表和通道顶部的加速度时程曲线;将重交通动载简化为能反映荷载周期特点、行车速度,以及几何不平顺的激振形式,采用FLAC3D软件对地表和通道顶部的加速度进行数值模拟,模拟结果与实测结果接近,验证了重交通动载简化表达式和数值计算模型的合理性.对施工阶段各工况的地表沉降进行数值模拟,结果表明:上部重交通动载引起的附加地表沉降增幅与重车行驶速度基本呈线性关系,因此,在中原地区和国内其他地区浅埋暗挖通道的施工阶段应引起重视,对重交通流量和行驶速度进行合理的限制,制订监测方案时也应适当调整地表沉降报警值.     

盾构施工对地表沉降的数值模拟分析

以合肥地铁3号线某区间隧道为工程背景,运用有限元数值模拟软件MADAS/GTS建立三维隧道施工的数值模型,计算隧道施工过程中引起的地表沉降。分析盾构施工在不同掘进距离条件下地表沉降的变形规律。模拟结果表明:在拱顶位置地表产生沉降最的大竖向位移。隧道下部围岩的最大隆起发生在拱底处;地表横向沉降范围随着开挖面的推进而不断加大,盾构施工的横向影响范围为隧道直径D的3倍。盾构施工造成的隧道下部围岩横向沉降影响范围约为洞径的2倍。     

盾构隧道施工对临近既有线沉降影响的数值分析

确保临近既有线的运营安全是新建隧道施工的关键问题之一。针对某新建城际铁路双线盾构隧道存在多次临近既有京广线施工的复杂情况,基于合理假定条件,采用数值分析方法全面模拟计算了新建隧道临近并行既有线、下穿单线和下穿多线等关键施工过程中盾构掘进对临近既有线沉降的影响,对比分析了拟采用的施工措施对既有线沉降的控制效果,为保障临近既有线的运营安全奠定了理论基础。数值分析结果表明:临近并行和下穿单线施工时,可分别采用隔离桩保护和注浆加固地层的处理措施控制地表沉降且效果较好;下穿多线施工时,列车荷载对地表沉降的影响较大,考虑列车荷载后盾构施工诱发的地表沉降最大值由0.44 mm增大至1.32 mm,盾构穿越宜在无列车行驶时进行。     

洞桩法导洞内台阶错距开挖对地表沉降的影响

以北京地铁14号线菜户营车站洞桩法施工为工程背景,对施工全过程进行数值仿真计算,并与现场实测结果进行对比,总结洞桩法施工引起的地表变形规律,同时分析不同的台阶长度的开挖对地表沉降的影响。结果表明:在整个施工过程中,导洞开挖阶段引起的地表沉降约占总沉降的85%,其中上导洞开挖完成引起的地表沉降约占55%;在开挖距离相同时,台阶开挖长度越大,地表沉降越大。     

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。     

变位分配原理在十字交叉地铁站施工中的应用

目的制定长春地铁解放大路换乘车站主体结构分步施工沉降控制标准,以保证施工及地面建筑物和地下管线的安全,为类似工程提供技术支持.方法依据变位分配原理,将理论方法与实践相结合,采用FLAC3D模拟分析换乘车站施工全过程,并将实际施工中出现的总沉降细化到各个施工阶段中.结果在十字换乘车站施工中关键的三个步骤分别为主体导洞开挖阶段、顶拱扣拱完成阶段、开挖单层结构导洞阶段,以上三步的地表沉降分别占到地表总沉降的22.41%、17.89%和41.01%;在采用主体结构分步施工沉降控制标准的情况下,累计控制的以上三阶段的沉降量分别为25.52 mm、51.61 mm和103.05 mm,总地表沉降监测值严格控制在118 mm之内.结论变位分配原理在十字交叉换乘车站主体结构的施工过程中具有较好的实用性,有利于施工安全的控制与管理.     

车站竖井开挖对周边建筑物的安全性研究

洞桩法施工先期,首先通过竖井横通道开挖,然后在横通道中进行导洞开挖。然而竖井施工对临近建筑物沉降存在一定影响。基于此,该文以沈阳地铁3号线三好街站为工程背景,运用Midas GTS Nx软件进行三维模型建立,着重研究分析了建筑物四角在基坑开挖过程中的沉降现象,得到基坑附近建筑物的沉降规律,以期为同类基坑开挖工程提供参考。     

双层车站零距离下穿既有车站变形控制技术

大中城市地铁已由点线状发展成网状,常会出现既有地铁车站密贴增建形成换乘车站的情况。为了保证既有地铁车站的正常使用,开展新建地铁车站密贴下穿既有地铁车站变形控制研究。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,结合具体施工方案,采用数值方法研究两层三跨地铁车站密贴下穿既有结构变形控制技术,探究注浆抬升、丝杠支顶、高压回填注浆工程措施对既有结构变形控制所起作用,分析丝杠的力学特性并优化其直径。通过现场测试与数值分析对比分析,验证以上工程措施的控制效果。研究表明:注浆抬升作用对既有结构变形控制效果更加明显;丝杠直径对既有结构沉降影响不大,选取50 mm可以充分发挥丝杠材料性能;注浆抬升、丝杠支顶、高压回填注浆3个综合措施控制了既有地铁车站变形。