黄土地区PBA工法地铁车站施工方案比选与分析

黄土地区采用暗挖法施工地铁车站风险高、难度大。文中采用二维有限元数值分析方法,对比分析了三、四和六导洞PBA工法导洞开挖和扣拱施工后地表沉降及导洞初支位移情况。经过计算比选,四导洞方案工序转换减少、施工难度降低,对差异沉降和周边环境影响控制有利,适合黄土地区暗挖PBA工法车站。     

单柱双跨PBA暗挖车站二次衬砌扣拱跳仓施工技术

二次衬砌扣拱施工为PBA暗挖车站施工的关键节点,二次衬砌扣拱每个施工段的长度受到严格控制。以跳仓严控、拉长补仓为原则,采用非对称式分段跳仓法进行二次衬砌扣拱,多段同时施工,并形成有效的流水作业。本技术能够减小一次破除长度,从而减少扣拱施工风险,同时提高整体施工效率,加快施工进度。基于此,以哈尔滨轨道交通2号线某站为背景,介绍单柱双跨式PBA暗挖车站二次衬砌扣拱非对称式跳仓施工技术。     

PBA法地铁车站扣拱施工技术

以北京市某PBA法施工地铁车站为例,介绍了顶纵梁与边拱假拱模架体系、初支扣拱暗挖施工、二衬扣拱台车模板、细部防水构造等三联拱车站扣拱结构的施工关键环节。在实际施工中,需要严格控制边跨与中跨初支扣拱暗挖、临时支撑拆除、二衬扣拱浇筑的施工步序,避免对顶纵梁产生偏压,从而保证结构稳定;同时,由于PBA法各工序施工时间间隔较长,防水卷材与预埋件的定位与保护也是施工控制的重点;最后,结合沉降规律分析,得出导洞与初支扣拱暗挖施工是影响地表沉降的关键环节,明确了降低地表沉降的施工控制重点。     

一次扣拱暗挖逆作法施工技术在北京大望路地铁车站中的应用

基于一次扣拱暗挖逆作法在北京地铁14号线大望路站的应用,针对一次扣拱暗挖逆作法应用中的难点,对工法特点、主要施工步序及注意事项进行简要介绍,重点分析导洞施工步序调整对地表沉降及导洞位移的影响规律。实践研究表明,一次扣拱暗挖逆作法可降低施工风险,充分利用开挖空间,保证了车站的施工质量。     

基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站地表沉降监测分析

为得出基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站地表沉降规律及影响沉降因素,对青岛地铁1号线小村庄站施工过程中地表沉降进行实时监测并分析研究.结果表明:基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站左右导洞地表累计沉降量受中隔壁临时支撑拆除的影响相对最大;地表沉降速率受导洞下台阶开挖影响相对较大;沉降速率和累计沉降量受导洞上台阶开挖影响相对较小.此外,基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站横断面地表沉降槽曲线呈"W"形.下台阶开挖初期支护的合理施作对控制地表沉降有显著的作用.     

北京地铁车站洞桩法扣拱顺序对地表沉降的影响

以北京地铁6号线田村车站工程为背景,借助数值模拟方法和现场实测数据,对洞桩法车站不同扣拱顺序对地表沉降的影响进行研究。研究结果表明:先边扣拱后中扣拱施工顺序下地表沉降比先中扣拱后边扣拱施工顺序下地表沉降小2. 06mm,减小幅度为5. 23%,两者对地表沉降影响范围大致相同;沉降差异主要发生在初支扣拱施工阶段;边跨扣拱施工会使中跨土体应力升高,不同扣拱顺序下中跨土体弹塑性状态有很大不同。     

北京东段地层暗挖工法实测地面沉降规律分析

以北京东段相似地层下地铁暗挖工法隧道为研究对象,分别对PBA法、CRD法、双侧壁导坑法、CD法及冻结法结构形式的地面沉降进行分析、总结。得到了PBA工法车站横通道开挖和初支扣拱对沉降的影响基本相同,二衬扣拱影响最小;横通道开挖对土体造成一定的扰动,但主体上方监测点累计沉降较大的位置未必一定位于横通道上方。采用CRD工法施工中,8导洞开挖产生的地面沉降大于4导洞。采用双侧壁导坑法施工中,9导洞与6导洞开挖产生的地面沉降分布情况类似。采用CD工法施工中,地面沉降满足正态分布。冻结法开挖联络通道及泵房对地面沉降的影响较小,开挖对地层的扰动较小,通过实际的测点沉降监测分解,积极冻结、通道及泵房开挖和冻融及工后沉降三个施工过程对应地面沉降无明显规律性。其结论可为类似地层地铁隧道开挖变形分析提供一定工程借鉴。     

基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站地表沉降监测分析

为得出基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站地表沉降规律及影响沉降因素,对青岛地铁1号线小村庄站施工过程中地表沉降进行实时监测并分析研究。结果表明:基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站左右导洞地表累计沉降量受中隔壁临时支撑拆除的影响相对最大;地表沉降速率受导洞下台阶开挖影响相对较大;沉降速率和累计沉降量受导洞上台阶开挖影响相对较小。此外,基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站横断面地表沉降槽曲线呈“W”形。下台阶开挖初期支护的合理施作对控制地表沉降有显著的作用。     

隧道密贴下穿既有地铁车站沉降控制研究

本文以北京地区冲洪积地层条件下,地铁机场西延线隧道下穿既有5号线北新桥站工程为依托,对地铁隧道采用洞桩法施工密贴下穿既有地铁车站,引起地表及既有地铁车站的沉降规律进行研究,并提出沉降控制方案。结果表明:下穿施工工程中,地表和既有车站底板沉降主要产生在浇筑二衬扣拱阶段。地表沉降呈现出以既有车站两侧的下穿隧道上方为中心沉降量最大,向周边沉降量逐渐减小的特点。车站底板形成与车站中线平行的沉降带,中间条带沉降量最大,两侧随距离增加逐渐减小。本文对洞桩法施工工序提出优化方案,改变浇筑二衬扣拱前,开挖中导洞的距离,模拟结果表明:中导洞开挖隧道总长的1/4后浇筑相应段的二衬扣拱,相较于中导洞开挖贯通后浇筑二衬扣拱,地表最大沉降量减少25%,既有车站底板降量减少7%。     

洞桩法地铁车站设计施工关键技术

洞桩法目前已成为北京地区暗挖地铁车站的主要施工方法,通过对洞桩法的原理及发展历程进行深入剖析,针对其特点,对复杂环境下洞桩法地铁车站小导洞、边桩及扣拱设计与施工关键技术进行分析,明确了其设计原则及施工过程中的技术要点。     

地铁车站下穿桩基建筑物施工影响研究

对北京核心敏感区某地铁车站暗挖施工下穿桩基建筑物进行了数值模拟分析,研究结果表明:地铁暗挖车站施工过程中,扩底墩基础最大沉降值发生在车站站台中部上方位置,扩底墩基础沉降值与桩基建筑物相应位置沉降值基本相同;柱基建筑物沉降主要发生在导洞支护开挖施工阶段和扣拱施作阶段,必须严格控制桩基建筑物的沉降值;控制地基基础附加变形始终在控制值范围内,可采用数值模拟分析手段进行工前预测。     

PBA车站中大跨度顺逆作相结合的纵横向交叉扣拱风道施工技术

北京地铁16号线达官营车站采用PBA法施工,其最南端在垂直车站方向上设置2#风道,2#风道兼做达红区间盾构机的接收通道,此处设计为加高加宽的断面,通过车站的29轴,在轴上设置横梁向28轴方向施工车站横向三联扣拱,向30轴方向进行风道纵向单跨大跨度扣拱,将其结合为整体.其施工步骤繁多,施工工序复杂,需要先采用顺做法在暗挖...     

地铁车站PBA洞桩法施工力学效应研究

以新疆地铁一号线王家梁站为工程背景,建立车站-地层计算模型,应用FLAC3D软件模拟洞桩法施工,对地层位移变化、塑性区分布及重要围护结构受力进行研究,并优化导洞施工方案。分析表明:导洞开挖与扣拱施工是引起地表沉降的两个主要阶段,二者引起地表沉降比例高达近90%,导洞与车站拱顶超前注浆加固非常有必要;已有现场测量数据与数值计算结果吻合度较高,验证了模拟结果的正确性,基于此对后续施工引起地表沉降值做出预测;洞桩法施工对周围地层造成多次扰动,但扰动范围较小,中柱是主要的受力结构,施工中应重点监测;通过对比分析,确立了先中后边、先上后下的最优导洞开挖方案。     

砂卵石地层不同形式PBA工法施工引起的地表沉降对比分析

为了研究北京地区典型砂卵石地层条件下PBA施工对地表变形影响及不同PBA施工方案的优劣性,以北京地铁16号线甘家口站工程为依托,使用Abaqus有限元软件对2种不同形式的PBA工法(以下简称2种工法)进行数值计算,同时对现场监测数据进行分析。以2种工法的数值计算结果为基础,对2种PBA工法和现场监测数据就施工引起的最大沉降值、沉降速率、不同施工阶段沉降占比进行了对比。结论如下:1)2种工法施工引起地表沉降的发展趋势相近;2)在北京典型砂卵石地层中,相同跨度的PBA工法暗挖车站,洞桩法施工在最终沉降值上明显优于传统8导洞洞柱法,其最大沉降值仅为后者的1/4;3)2种工法施工引起土体位移的区域相差较大,其中洞柱法引起的土体位移呈漏斗状,自下而上扩散,洞桩法引起的土体位移呈哑铃状。研究结果可为类似条件下地铁车站的设计、施工提供借鉴与参考。     

基于变位分配法地铁车站变形规律研究

以北京地铁某车站工程为背景,基于变位分配法原理对PBA施工引起地层变形进行分阶段研究,提出相应控制措施以减小对周围环境的不利影响,可得出以下结论:(1)PBA工法地层与车站结构的力学响应可分为4个"卸载-加载"的过程,其中"小导洞开挖"和"拱部土体开挖与扣拱"为控制地层变形的关键步序;(2)小导洞开挖前,应及时超前注浆加固周边地层。采用错距开挖、短进尺减少对洞周围岩的扰动;(3)在扣拱阶段,传力途径的转换使洞周地层应力重分布,车站结构产生相应的协调位移;建议采用短进尺,设置横向钢支撑等措施;(4)随着施工步序的推进,洞周地层塑性区范围逐渐增加,最终形成剪切楔破坏;大量张拉性微裂纹伴随剪切性微裂纹构成宏观上的剪切带;(5)对比4个施工阶段地表沉降的比例,数值计算和现场监测分别为4.5∶1∶6∶1和4.3∶1.6∶5∶1,二者基本吻合。     

地铁车站洞桩法施工引起的地表沉降和邻近柔性接头管道变形研究

在城市复杂建设环境下,地铁车站施工对地层和邻近管道的影响问题备受关注。依托北京地铁10号线黄庄站工程,基于地表和管道沉降的实测数据,建立"车站结构-地层-管道"三维耦合有限元模型,研究车站洞桩法施工对地层和管道的影响。采用主从接触面有限滑移方法模拟管道与土体相互作用,并利用两节点连接单元约束模型模拟柔性接头管道的接头变形,获得车站洞桩法施工对地表沉降和邻近柔性接头管道沉降、变形、应变、接头转角和脱开的影响规律。结果表明,"导洞开挖支护"和"中跨扣拱及拱部土体开挖支护"两个施工阶段是车站洞桩法施工中引起地表沉降的重要工序;管道变形与其相对于隧道的位置关系密切,管道正下方土体开挖过程对管道的影响最为显著;柔性接头管道的变形主要由管道接头承担,可采用接头转角和脱开作为管道变形的控制指标;管道接头转角的变化经历初始变化、凸曲率、凹曲率和稳定等四个阶段,而管道接头脱开经历初始变化、快速增长和稳定等三个阶段。     

承压砂土地层桩洞法施工动态效应及其控制研究

以北京地铁7号线六标地铁车站为工程背景,采用FLAC3D有限差分软件对工程八导洞开挖、车站主体结构施工进行模拟,研究了桩洞法施工中八导洞施工工序和几种不同导洞开挖方案引起的地层沉降变化规律。研究表明,承压砂土地层中桩洞法先开挖上层导洞比先开挖下层导洞引起的地表沉降小;在车站施工的所有工序中,导洞是引起地表沉降的主要因素,进入扣拱阶段后,地层开始隆起,地表沉降逐步减小;基于以上认识,对比分析了六导洞方案与八导洞方案引起的变形特性,提出了承压砂土地层桩洞法施工地表沉降控制的施工建议。     

某暗挖车站穿越桥梁的方案优化

车站主体暗挖大断面穿越建构筑物时,会对建构筑物产生一定变形影响,能否合理控制建筑的水平位移及沉降至关重要,直接决定车站采用何种工法。论文以北京地铁某车站为例,通过车站与桥梁的相互位置关系及地层等特点,提出洞柱法[1]施工和洞桩法[1]施工穿越桥梁的设计方案,并结合经验及理论分析计算,得出在该种情况下洞柱法方案更具有优越性。该方案可大量推广应用于类似的设计及施工。     

大跨暗挖车站正穿高架桥桩施工技术研究

为研究上软下硬地层大跨暗挖车站施工对既有高架桥桩影响,以青岛地铁4号线海泊桥站为工程研究背景,借助于有限元软件及现场监控量测,分析"初支拱盖法"施工技术方案对既有高架桥桩影响,得出如下结论:采用"初支拱盖法",大跨暗挖车站施工过程中,既有桥桩变形满足城市轨道交通监测规范要求,能够保证高架桥的安全运营;现场监控量测数据与计算结果基本吻合,验证了有限元计算的准确性和方案选取的合理性。研究结论可为类似上软下硬大跨暗挖车站正穿高架桥桩提供借鉴与参考。     

重庆地铁某暗挖车站设计方法及安全性分析

根据某暗挖车站TBM过站的工程实际,将"先拱后墙分部开挖法"应用到重庆地铁大跨暗挖车站设计中。按破损阶段法对车站初期支护强度进行验算,并进行安全系数评价;对二次衬砌采用破损阶段法设计原理,建立荷载-结构模型进行模拟分析,并对混凝土抗裂进行验算;施工工序采用二维地层-结构模型进行有限元模拟,得出定性的结论;结果表明,重庆地区类似工程采用"先拱后墙分部开挖法"施工大跨暗挖车站安全可行,结论对城市地铁设计和施工具有参考与指导意义。