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。     

砂卵石地层中洞桩法施工对地表沉降的影响

地铁车站常采用PBA工法施工,但目前针对采用单层5导洞PBA工法进行地铁车站施工的研究还比较缺乏。依托某地铁车站工程,对施工过程引起的地表沉降值、沉降速率、不同施工阶段沉降占比及不同施工阶段转换过程对地表沉降的影响进行了研究,同时利用有限元软件ABAQUS进行了数值计算研究,最终得到采用单层5导洞PBA工法施工地铁车站过程中地表沉降发展情况、地表沉降槽成槽规律以及应严格监控的施工阶段,为今后类似工程的施工积累了一定的经验。     

地铁车站暗挖施工对地层和既有建筑物的影响分析

PBA工法是暗挖地铁车站常用的施工方法之一,其施工过程对周围环境的影响问题越来越受到重视。某采用PBA工法的地铁车站因降水需要,在车站主体外侧设2个降水导洞,其中西侧降水导洞下穿邻近既有建筑物。以该工程为例,通过有限元数值模拟方法,对增设降水导洞前、后引起的地表沉降规律进行了分析,并进一步研究了下穿降水导洞注浆加固对既有建筑物沉降的控制效果。结果表明:增设降水导洞后地表沉降曲线将由原来的抛物线形转变为弓形,最大沉降量有所增大;所有导洞(8个小导洞和2个降水导洞)施工完成后既有建筑物沉降达到其最终沉降量的89%,即导洞施工是控制既有建筑物沉降的关键步序;下穿导洞采取全断面注浆加固措施后,可以有效控制既有建筑物变形。     

PBA工法中导洞尺寸优化分析研究

PBA工法中导洞的作用是为竖向支撑体系的施工提供施工作业面,其结构形式、尺寸与边桩、中柱施工密切相关。其中导洞尺寸如果过大或过小都会对PBA工法产生不良后果,因此导洞尺寸的选择极为重要。以北京地铁6号线花园桥站为例,应用三维有限差分方法(FLAC3D)研究了不同导洞尺寸条件下地表沉降与初期支护力学行为的影响。研究结果表明:导洞尺寸越大,所引起的地面沉降也越大,且影响范围也越大;导洞初支与拱部初支随着导洞尺寸的变大,所承受的弯曲应力就越大。因此,要求导洞应尽量减小尺寸,并进一步提出了导洞尺寸选择的原则。该研究结果对PBA工法导洞的优化设计与施工具有一定指导意义。     

洞桩法(PBA)地铁车站施工关键技术

结合北京地铁16号线达官营站车站PBA法(洞桩法)施工实例,介绍了PBA工法原理、特点和技术要点,并着重分析PBA法了各施工环节的技术控制要点。     

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。     

地铁车站洞桩法施工方案对比研究

以北京地铁7号线桥湾站工程为背景,采用FLAC3D数值模拟的方法,通过监测数据分析不同洞桩法(PBA工法)施工对地表沉降和初支受力的影响,以确定PBA工法施工地铁车站的最优方案。研究分析表明:开挖1层导洞的施工方法能控制地表沉降且地表影响范围较小,但开挖车站底部时的隆起较大;开挖双层导洞的顶拱初期支护弯曲应力稍大;导洞开挖阶段和扣拱阶段占地表总沉降量的90%左右,其他阶段引起的沉降较小。     

PBA工法在地铁车站工程中的应用与控制要点

北京地铁6号线西延工程西黄村站为暗挖车站,采用PBA工法施工。在导洞、边桩基础、扣拱、二次衬砌、防水施工及顶纵梁间支撑设置等工序制订施工控制要点,实施效果良好。     

新型支护结构修建浅埋暗挖地铁车站数值分析

STS(Steel Tube Slab)管幕结合洞桩工法被用于修建沈阳地铁某车站,此工法是国内首次用来修建超浅埋暗挖车站,缺乏工程经验。采用FLAC3D对车站施工过程进行数值模拟,分析导洞施工过程、车站主体施工对地表沉降和管幕受力的影响。研究表明:STS管幕在车站施工过程中有效的降低了地表沉降,起到了一定的支护作用;在导洞开挖过程中,横向影响范围大概是导洞两侧5倍洞径;导洞开挖对掌子面的影响范围大概在掌子面后1倍洞径;导洞开挖面前后1倍洞径处,地表沉降影响最大,占总沉降量的70%左右;车站主体施工过程中,管幕所受横向最大拉应力和纵向最大拉应力均远小于设计标准,管幕处于安全状态,为现场地铁车站施工提供指导和参考。     

地铁车站PBA工法施工技术研究

结合工程实例,针对暗挖地铁车站,主要阐述了暗挖工法的比选、PBA工法的特点、施工工序及地层沉降控制措施,为我国各大城市修建地铁车站时选择合理的施工方法提供了有益的指导。     

暗挖下穿既有隧道的地铁车站结构设计

受限于周边场地条件,某地铁车站下穿既有城市隧道设置。车站采取了平顶密贴既有隧道底板的结构方案;同时,采用PBA工法施工地铁车站,先后借助车站主体结构上导洞、车站桩柱体系,与四周土体共同作为既有隧道的临时支撑体系,保证地铁施工和运营期间既有隧道的正常运营使用。     

洞桩法车站施工边桩及中柱应力应变监测及受力分析

地铁车站PBA工法是目前常用的施工方法,PBA工法中自身结构体系如边桩、中柱的受力状态是结构设计关注的重点。以北京地铁某车站洞桩法施工为案例,介绍了边桩顶部压力、边桩钢筋内力、边桩混凝土应变及中柱顶部压力等多种应力应变监测方法及监测成果,系统分析了车站桩柱结构在施工过程中的应力应变分布特点。     

暗挖车站密贴下穿既有车站安全影响分析

以某地铁车站暗挖密贴下穿既有车站的工程实例为基础,借助有限元计算工具,分析暗挖车站密贴下穿施工过程中,引起的变形和外力对既有地铁车站造成的安全影响。对比分析"PBA三导洞"和"CRD"工法在实施过程对既有车站变形控制效果。通过对模型施加强制沉降位移,计算其在不同沉降位移状态下结构的应力变化情况,得到结构底部拉应力裂缝超过0.2mm时,既有车站结构承受的极限位移值为-12.6mm。最后得出结论暗挖车站密贴下穿既有车站施工,宜选用竖向支撑效果较好的"PBA三导洞"工法,以对既有车站结构形成有效的保护效果,保证结构和运营安全。     

新建地铁车站长距离密贴下穿既有隧道方案比选及实测变形分析

城市轨道交通建设中,由于线网规划密集、建设先后顺序不同,新建车站施工不可避免会对既有隧道产生影响。北京地铁15号线奥林匹克公园站下穿既有大屯路公路隧道,如此大断面平行长距离密贴穿越在国内尚属首次。为保证既有大屯路隧道的正常使用,需要选择合理有效的开挖方法。本文采用数值模拟方法,分析PBA八导洞法、PBA六导洞法、暗挖三导洞法以及暗挖四导洞法四种工法施工引起的地表及大屯路隧道结构底板变形。综合考虑既有隧道最大变形、差异沉降、造价和工期,确定暗挖4导洞1、4导洞先开挖法为最优施工方案,实测变形验证了计算有效性。研究结果可为类似工程提供借鉴和参考。     

洞桩法施工对地表沉降影响的数值模拟及实测研究

以北京地铁6号线西延工程廖公庄站的洞桩法(PBA工法)施工为工程背景,利用FLAC 3D数值模拟软件对车站PBA工法施工过程中引起的地表沉降进行了数值模拟分析,同时选用具有高精度、自动化程度高的精密仪器静力水准实时监测系统进行监测,并把模拟数据与基于静力水准实时监测技术得到的监测数据进行对比分析。研究表明:数值模拟结果和实测数据大体相似,即在车站的整个开挖过程中,地层沉降主要发生在导洞开挖过程,大约占总沉降的71%;在导洞开挖过程中对地表沉降影响最大的阶段是在上导洞开挖阶段,沉降值达到了31mm;扣拱阶段是导致地表沉降加大的另一个重要工序。     

北京地铁车站洞桩法施工变形规律分析

以北京某地铁线单层导洞洞桩法(PBA工法)车站为工程背景,运用FLAC3D有限差分数值模拟软件对车站PBA工法施工过程中地表竖向及水平位移、底部隆起、边桩水平位移进行模拟分析,并将结果与监测数据进行对比,结果表明:数值模拟结果和实测数据略有差异,但变形趋势相同,即在整个车站施工过程中,地表沉降及底部隆起均呈现对称趋势,但地表最大沉降点始终发生在中线位置,而最大隆起位置从中导洞逐渐移动到车站中线上;地表水平位移呈现以车站中线为对称轴的反对称图形,两侧土体向中线方向移动;两侧边桩向结构内部移动呈现"凸"形.     

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。     

暗挖车站关键施工技术研究及应用

以沈阳地铁一号线沈阳站站暗挖车站工程为背景,介绍了采用"PBA"工法施工的工艺、洞桩施工、扣拱施工等关键技术,重点阐述了洞桩机械改造、固砂材料选取、二衬拱架综合利用等创新技术,以期对类似工程有所借鉴。     

无降水“8导洞PBA”施工技术与质量控制措施

北京地铁15号线学院路站车站受地面降水制约,洞内降水无法满足施工需求,工程工期难以保证的情况下,通过洞内深孔预注浆措施解决了地铁暗挖车站受富水粉黏土地层的影响,取得了良好的效果和效益。主要介绍了地铁暗挖车站在无降水条件下,"8导洞PBA"工法施工步序、施工工艺、深孔注浆参数、质量控制措施等。     

PBA工法导洞开挖顺序对地层沉降的影响分析

PBA工法利用小导洞洞群技术,施工快捷、灵活、安全。小导洞施工对周边环境干扰小,施工引起的地层沉降相对较小,施工技术成熟,安全性高。本文结合北京地铁7号线磁器口站工程实例,对小导洞开挖施工进行计算机模拟,以期为PBA工法提供地层沉降分析方面的理论支撑。通过对计算结果进行分析比较,可以得出如下结论:在施工过程中合理选择小导洞的开挖顺序,先跳作上层导洞,能够最大限度地减少地层沉降,保障施工及周边建(构)筑物的安全。