隧道下穿既有线沉降控制技术

目前国内大城市地铁隧道常采用浅埋暗挖法施工。通过对北京地铁15号线清华东站站后折返线区间隧道近距离下穿既有地铁13号线及京包铁路施工过程的沉降控制,分析总结了大断面暗挖隧道下穿既有线施工沉降控制技术。下穿隧道采用浅埋暗挖双侧壁导坑法施工,为保证下穿期间既有地铁13号线桥桩的稳定,下穿隧道采用全断面注浆加固,地面进行深孔注浆加固措施,有效控制了施工对既有线沉降的影响,可为今后类似工程提供借鉴和可行的风险源控制措施。     

复杂环境下地铁工程安全风险控制措施应用

以北京地铁16号线万泉河桥站工程为依托,对工程所要下穿桥梁进行现状检测、评估,通过建立有限元模型计算分析,提出桥梁变形控制指标及控制标准。为确保工程自身及周边复杂环境安全,在基坑开挖、暗挖通道下穿桥梁和河流时分别采取相应的安全加固措施。施工时对周边环境风险进行动态监测,监测结果表明,施工过程中路基边坡沉降、桥梁沉降及倾斜值均小于控制值;下穿河流时暗挖通道洞内未发生透水现象;验证了风险控制措施的合理有效性,可在类似工程中推广应用。     

既有结构下穿越施工顶升控制技术和监控

在北京机场线东直门站下穿城铁^#13线东直门站折返线施工过程中,采用PLC液压同步控制系统控制既有线结构变形。结合洞桩法施工工序,按“分区、分阶段、分组、分级”原则,制定总体顶升方案。“分区”,就是根据既有线不同结构形式分别计算千斤顶顶升力。“分阶段”就是结合下穿施工典型工况,划分为3个顶升阶段,分别制定顶升方案。“分组”就是将千斤顶分为不同的组,对千斤顶实施分组控制。“分级”,就是对每组千斤顶顶力实行分级控制,逐级累加达到顶力设计值。根据既有线变形情况,启动了第三阶段顶升方案对上部既有线结构进行了6次顶升。实践证明,PLC液压同步控制顶升技术可以减缓下穿施工过程中既有线结构沉降速度,降低既有线结构下沉量,保证既有线安全运营,是一种主动防御的控制方法。     

PBA工法新建暗挖区间隧道下穿既有线车站二次衬砌施工技术

北京轨道交通首都机场线西延工程东直门站至北新桥站区间PBA工法隧道下穿既有M2线东直门站.下穿隧道二次衬砌施工中,通过调整施工顺序及工艺,完善重点环节的细部构造,优化下穿段施工方案,使下穿段二衬扣拱完成后未发生明显沉降,表面无渗漏,符合设计要求.     

北京地铁首都机场线东直门站下穿既有折返线顶升调整技术

北京地铁机场线东直门站下穿既有地铁13号线折返线.为及时消除既有线沉降变形,采用液压同步控制技术对既有线进行3次顶升调整.通过计算合理布置顶升设备,结合现场监测数据及时调整千斤顶分级、分区参数,根据指令按照沉降变形量进行顶升调整.详细介绍了千斤顶布置和顶升调整施工工艺.实践证明,利用该方法施工,上部既有线沉降变形可满足设计要求,保证了行车安全.     

大断面暗挖隧道近距离侧穿古建筑的安全性评价及变形控制技术研究

以北京地铁8号线二期工程中国美术馆站后折返区间大断面暗挖隧道侧穿金帆音乐厅工程为例,分别对古建筑现状安全性、大断面暗挖隧道施工对古建筑的影响、古建筑的变形控制及施工效果进行了分析评价,并用FLAC3D数值模拟计算方法对不同加固方案下古建筑及地表的最大沉降量进行了预测分析。通过对比施工监测数据,采取深孔注浆外加隔离桩的复合加固方案达到了预期目的,在保证隧道顺利施工的前提下,有效地控制了古建筑变形及地表沉降。该优化加固方案和变形控制技术可为今后类似工程提供一定的借鉴与参考。     

新建地铁车站大断面密贴暗挖下穿既有地铁车站施工方案

以成都地铁倪家桥站新建地铁车站结构密贴暗挖下穿既有地铁车站的工程为背景,采用数值模拟方法,通过对暗挖下穿既有车站的不同开挖歩序及辅助措施对应施工方案的对比分析,研究了暗挖下穿对既有车站结构的影响规律,通过研究发现:平顶直墙CRD法导洞开挖顺序对既有车站结构沉降影响较小,先开挖既有结构柱范围,后开挖结构柱之外的范围,对既有车站结构沉降控制有利;全断面注浆加固、设置千斤顶顶撑措施对既有车站结构沉降控制作用显著,全断面注浆加固可减小既有车站结构沉降35%,千斤顶顶撑措施可减小既有车站结构沉降29%;对应不同的开挖歩序及辅助措施方案引起的既有车站底板结构沉降变形规律基本一致,呈槽形分布,沉降最大值处于开挖断面中心位置。     

管廊隧道开挖对上覆在建深基坑影响的三维有限元分析

以沈阳某盾构法综合管廊隧道下穿在建盖挖顺做法基坑为工程实例,在对工程实测数据进行分析基础上,利用小应变硬化本构模型进行三维有限元数值模拟研究,分析了盾构隧道下穿在建基坑引发的围护结构位移、水平支撑变形和基坑内既有结构变形。研究表明,利用小应变硬化本构模型可对盾构隧道下穿在建基坑问题进行较好的模拟;盾构隧道下穿基坑将引发围护结构顶部产生差异沉降;基坑内已施工完成的结构和水平支撑将发生"两边沉降大,中间沉降小"的上凸型变形;合理设计的立柱可有效控制盾构下穿引发的水平支撑沉降。     

浅埋暗挖大断面隧道下穿高速公路的施工技术

长春地铁1号线出入段线暗挖区间下穿绕城高速,隧道跨度大、埋深浅,施工难度大,地层变形控制要求高,为此,研究了浅埋隧道施工中采用的大管幕超前支护、双侧壁导坑法开挖和地层变形监测方案,重点研究了现场隧道开挖引起的地层变形特征。研究发现:隧道开挖引起掘进方向近侧高速公路路面沉降最大,其最大沉降值为37 mm;随着隧道开挖,大断面暗挖隧道引起了高速公路路面的局部隆起现象,隆起的最大值为7 mm。研究成果可为类似工程提供参考和借鉴。     

大粒径富水卵石地层盾构下穿既有线技术措施

成都城区地层主要为砂卵石地层,卵石含量高、粒径大,且地下水丰富,暗挖工程施工极易引起地层沉降。为探究在该地层情况下盾构下穿既有运营地铁线的合理技术措施,结合成都地铁6号线盾构下穿既有运营3号线盾构区间工程,首先基于拟采用技术措施进行三维施工模拟分析,表明了该技术措施能有效控制既有运营线沉降变形;其次结合实际施工监测数据结果,并与理论分析结果进行对比,表明了设计方案及三维数值模拟参数选取的合理性;最后对工程中发生的滞后沉降原因进行分析,提出了有效控制地层沉降的技术措施。该工程为成都地区首次盾构法近距离下穿地铁运营线路,可为类似工程设计及施工提供有益参考。     

复合开挖方式下地铁车站深基坑变形规律研究

随着城市现代化程度的不断深入,城市地铁车站的建设所面临的周边环境也越来越复杂,仅仅依靠某一种单一的施工模式,已经很难适用于当前的工程需求。本文以武汉地铁二号线街道口车站与下穿通道的深基坑工程为研究背景,依托该场地复杂的环境条件,地铁车站采用了明挖法与盖挖法相结合的施工方法。依据基坑的开挖以及围护结构的设计方案,制定了深基坑变形监测方案,对街道口车站在施工期间围护结构的变形情况进行了系统监测,对围护结构在复合开挖方式下的变形规律进行了研究。研究结果表明,盖挖法能够较好地控制围护结构所产生的侧向变形,基坑开挖具有显著的时空效应,在基坑开挖期间应及时架设钢支撑,减小基坑侧壁在无支撑情况下的暴露时间。     

既有建筑下半盖挖深基坑变形影响因素研究

由于盖板与建筑荷载的存在,既有建筑下半盖挖深基坑承受偏压荷载,对基坑与支护结构变形造成影响。依托南京山西路地铁车站半盖挖深基坑,采用数值模拟手段,研究了既有建筑对半盖挖深基坑变形的影响,得出以下结论:地连墙最大侧移量δ_hm随上部建筑层数增大显著增大,随地下室层数增加显著减小;最大侧移位置H_m随上部建筑层数增大而上移,随地下室层数增加而下移;既有建筑导致地连墙侧移曲线整体发生向基坑内的移动;随着上部建筑层数的增大,建筑侧坑外最大地表沉降δ_hm显著增大,最大地表沉降位置d_m向坑外移动;存在地下室时,最大沉降均发生在建筑靠近基坑侧;δ_hm随开挖深度H呈二次相关。     

Effects of lateral unloading on the mechanical and deformation performance of shield tunnel segment joints

Unloading during lateral excavation widely occurs in existing subway shield tunnels. Previous studies have focused on the overall stress and deformation of existing tunnels caused by nearby unloading. However, the stress and deformation state of tunnel segment joints have yet to be considered. This study considered the non-continuity of the shield tunnel lining and the interactions among tunnel segment, surrounding rocks and ballast bed. A hybrid model of a shield tunnel was established based on 3D nonlinear contact theory. The mechanical and deformation properties of the segments and joints of an existing shield tunnel under the influence of lateral excavation of the foundation pits were studied. Unloading during lateral excavation caused the cross section of the shield tunnel to generate vertical convergence and shift horizontally towards the foundation pit. An opening and dislocation in the joint, which caused the waterproof ability of the joint to decrease sharply, were observed. Meanwhile, stress at the segment joint increased sharply and caused local cracks in the segment lining. Axial and shearing force on the joint bolt also increased significantly. Based on existing subway regulations, the calculation results were combined to establish a deformation control standard for existing shield tunnels under lateral excavation. The rate of vertical convergence of the lining should be less than 3.68‰, and the rate of horizontal shift of the axis should be less than 0.53‰.     

穿越沈阳站既有站房地下通道施工技术

沈阳站既有东站房下穿地下通道,工程采用MIDAS有限元分析软件建立托换体系三维实体模型,模拟分析既有桩基上部柱荷载传递至托换体系的变形,并对因通道开挖造成基坑底部土体应力卸载从而引起地铁结构整体产生向上位移进行了模拟分析。施工中通过设置托换体系,即设置托换桩及托换梁、板结构,分层盖挖土方和分段施工通道主体结构等施工措施,确保了下部地铁运营安全,为类似工程施工提供借鉴。     

基坑开挖对下卧地铁隧道的施工影响分析

深圳市桂庙路快速化改造工程前海段下沉式隧道平行上穿已建的地铁11号线隧道,下卧的地铁左线隧道中线与下沉式隧道中线水平间距3.2~6.7 m,顶部距离新建隧道底部9.1~15.0 m。下沉式隧道主体结构全长580 m,采取明挖基坑的方式施工,长距离基坑开挖引起的大范围卸载对下卧地铁隧道产生的影响不容忽视。通过建立三维数值分析模型对基坑施工过程进行模拟,动态地分析了基坑开挖对地铁隧道衬砌内力及变形的影响;在此基础上,提出了"分区、分时、分层、分块"开挖以及采取高压旋喷桩加固地基等施工对策。采取上述施工措施后,地铁隧道实测最大上浮值9.1 mm、最大下沉值5.6 mm,这表明下卧隧道的变形得到了有效控制,该研究成果可为今后类似工程提供一定的参考。     

基坑开挖对邻近既有盾构隧道的影响分析

为研究基坑开挖对既有盾构隧道产生的影响,以某已建地铁周边基坑工程为背景,通过数值模拟的方法对开挖过程中隧道的位移和膨胀变形进行研究,并与现场监测数据进行了对比分析。结果表明:基坑开挖时,两平行隧道中距离基坑较近隧道的位移变形量大于较远隧道的位移变形量; 同一隧道同一监测线上距离基坑越近隧道监测点位移总变形量越大,且隧道整体朝向基坑方向偏移; 同一隧道的同一竖向截面上不同点的位移不同,靠近基坑一侧监测点位移数值大于背向基坑侧的位移数值; 隧道在整体隆起变形趋势下,存在“竖鸭蛋”变形趋势; 纵向隆起位移量随监测点呈抛物线分布并向两边逐渐减小; 数值模拟结果与现场监测结果基本一致,验证了模拟的正确性; 研究成果可为因地铁周边新建建筑引起地铁变形可能发生的危害做出预警,并提出相应防治措施,为待建地铁隧道项目的安全设计和施工提供参考。     

软土地铁深基坑小尺度盆式挖土法研究与应用

经过多年的发展,地铁车站条形基坑根据时空效应理论形成了斜面分层、分段、分块的施工方法,但细化到每块土方如何开挖支撑,目前尚未有相关研究。为此,借鉴大型软土基坑盆式挖土法,根据软土的力学特点和地铁车站基坑施工的时间、空间尺度,结合条形基坑的实践操作特点,提出软土地铁深基坑的小尺度盆式挖土法。通过数值计算对盆边土预留宽度、等待时间等施工参数的敏感性展开分析,并分别就斜撑区域与对撑区域细化具体施工工艺。实际工程应用的结果表明,小尺度盆式挖土法可以有效地控制基坑变形,施工参数具有可操作性,值得推广和应用。     

深基坑开挖对临近地铁隧道影响分析

根据经验利用岩土有限元分析软件plaxis对临近地铁深基坑的开挖及支护进行了数值模拟,分析了基坑开挖对地铁隧道的沉降及变形影响,并提出了合理的保护措施,以确保地铁隧道的安全,为后续类似工程提供有益借鉴。     

某基坑支护方案对相邻地铁区间的影响分析

城市地下空间的发展经常会遇到基坑开挖影响地铁隧道安全的难题。本文结合工程实例,建立弹塑性土体-围护结构有限元计算模型,对两个基坑方案中邻近盾构区间隧道变形、隧道内力变化进行分析。结果表明:(1)地铁周边深基坑开挖对区间隧道影响与众多因素有关,属于较为复杂的土力学行为,因此,在设计阶段应对设计方案加以比选并进行有效地分析,以减小施工过程中对隧道的影响;(2)基坑与隧道的相对距离越大,基坑开挖对隧道影响越小。基坑支护结构水平位移最大值并不出现在坑底,而是坑底下一定范围内;(3)靠近地铁侧基坑需加强支撑,并需在基坑与隧道之间增加测斜监测。     

地铁车站基坑突涌治理措施分析

城市地铁车站建设中经常会遇到富水地层或岩溶地区,其地下水极其丰富;随着地铁车站基坑开挖卸荷,作用于承压水上部的地层厚度逐渐减小,易造成车站基坑施工底部发生突涌灾害。为此,依托某地铁车站基坑工程突涌灾害,通过分析突涌水量变化过程,提出有效地突涌水治理措施,为类似工程建设提供重要的参考。