盾构隧道结构坍塌机制分析及预防措施

为有效探明盾构隧道坍塌机制,防止重大事故发生,提出了隧道结构坍塌破坏的定量分析方法。针对佛山2018年2月7日盾构工程施工坍塌事故,利用该方法确定了隧道结构坍塌范围,利用数值模拟手段揭示了地层掏空及隧道坍塌形成机制,通过与现场情况对比,验证了分析方法的有效性。结果表明：在高压富水地层,盾尾透水会掏空或松动隧道围岩,降低衬砌结构稳定性;隧道在结构破坏前先发生材料的局部破坏,最终当隧道两侧失去地层约束,承受上部全覆土压力时,发生变形、开裂、刚度降低,最终导致隧道结构坍塌。最后,针对富水地层等不良地质条件区域,从勘察设计、结构设计、施工技术、防堵水技术、避难逃生等方面提出了措施建议,为盾构隧道安全施工提供参考。     

地铁火灾与通风排烟关键技术及应用

项目组深入探索了火灾在各类复杂结构形式地铁内的发展蔓延规律,针对复杂结构形式地铁火灾的发生和燃烧过程、烟气的扩散作用机制、烟流控制技术、全尺寸检测技术、试验验证技术进行深入细致的研究,建立了适用于地铁空间的火灾烟气蔓延系列预测理论,研发了火灾"场-区域-网络"系列模拟技术、通风排烟系统全尺寸综合检测技术、地铁火灾模拟试验测试平台、多功能中尺寸隧道火灾试验测试系统,提出了地铁站台、站厅、车站隧道、区间隧道、换乘车站等系列通风排烟新系统、新模式.成果在全国地铁推广应用,取得了较大的社会效益和经济效益.     

大跨度无柱地铁车站设计

主要阐述大跨度无柱地铁车站的建筑特点和结构选型,并结合工程实例探讨该结构形式的设计难点及应采取的构造措施,以期对同类型地铁车站设计有所帮助。     

地铁车站土建工程造价控制的分析与探讨

结合地铁工程实践,从车站站位选择、规模控制、埋深、结构型式、施工方法及地下管线处理等方面,分析与探讨地铁车站土建工程造价控制的有效途径。     

地铁盾构隧道下穿运营铁路的设计思考与对策研究

依托南宁市轨道交通3号线某区间隧道下穿柳南、南广铁路工程,首次提出了弹性基础梁+D型便梁的轨道加固方案,同时通过数值模拟计算以及监测数据分析验证了该方案的有效性。研究结果表明:如不采取有效加固措施,盾构掘进过程中钢轨差异沉降较大,盾构施工将面临较大风险;弹性基础梁+D型便梁的方案不仅能大大节省盾构下穿铁路轨道的掘进工期,在轨道沉降及差异沉降的控制上也效果明显;该加固方案能避免大型设备进场,对现有基础影响较小,同时还能实现分段施工,充分利用天窗时间。     

某超高层建筑L形连体结构方案研究与设计

高层连体结构抗扭转性能较差,尤其平面上不对称的连体结构,各塔楼之间的振动互相耦联,增大了结构的扭转效应。某高层建筑L形连体结构方案研究表明,刚性连接方案具有较好的抗侧刚度。采用基于性能的设计方法,通过在L形连接体及其下部4层混凝土剪力墙内设置钢支撑框架、增加楼板板底和顶板通长钢筋配筋量、设置水平支撑、提高两塔楼的自身抗侧刚度和承载力等多项措施,使结构的各项指标均能满足相关设计规范要求。     

顶板加腋式大跨无柱地铁车站地震响应研究

广州地铁11号线将修建多座顶板加腋式大跨无柱地铁车站,为明确该地铁车站结构的地震响应特性,采用非线性地震响应数值模拟方法,研究了顶板加腋式大跨无柱地铁车站在3种地震波作用下的响应特性。研究表明:车站抗震的薄弱部位主要分布在顶板、中板、底板三者与侧墙的连接处以及底板跨中,且各构件之间的刚度差影响构件的破损状态;主频率与土体相近的Kobe波和El-Centro波对车站的破坏力度最大,薄弱部位损伤严重,而广州人工波对车站的破坏力度较小,大震下仅在薄弱部位有局部损伤。顶板加腋后会使腋角部位容易受到损坏而形成"塑性铰",从而使得沿侧墙高度的相对水平位移曲线在该位置出现拐点。根据车站结构的损伤云图及相对水平位移曲线,11m站台宽度和13m站台宽度的地震响应差别不大,地铁车站结构的跨度对其在地震作用下的响应影响不大。     

地铁车辆段上盖高层建筑结构体系研究与应用

对目前车辆段上盖开发采用的几种常见结构体系进行了总结,并对其适应性进行了分析。提出了一种全框支剪力墙结构体系,对全框支剪力墙结构屈服机制的选择、控制楼层屈服的措施,以及框支框架、节点、转换层楼板等的设计要求进行了论述。以广州地铁六号线萝岗车辆段为例,阐述了全框支剪力墙结构的设计要点。     

杂散电流作用下钢筋混凝土腐蚀电流时变规律研究

为研究不同配合比下钢筋混凝土受杂散电流腐蚀作用的时变规律,通过模拟腐蚀试验,探讨了掺合料种类、含量、掺和比例对腐蚀电流的影响。结果表明:钢筋混凝土在杂散电流作用下的锈蚀分为去钝化、裂缝展开、裂缝贯通3阶段。基于采用的配合比,添加掺合料对混凝土的抗杂散电流腐蚀能力有明显提高,开裂时间延缓了2~3倍。单掺时,粉煤灰对于抗杂散电流腐蚀的能力优于矿渣,开裂时间延长约9%。复掺时的抗腐蚀能力优于单掺,在掺和总量不超过50%时,总掺和量越高,其抗腐蚀能力越强。本试验中,复掺25%粉煤灰与25%矿渣时,抗腐蚀能力最强。     

富水砾砂岩溶地层地铁区间隧道暗挖施工技术研究

以广州地铁3号线北延段机场南站—机场北站区间隧道为工程背景,从施工风险、工期、管线及交通疏通、沉降等方面对比分析CRD工法和单洞双线顶管法,对比有限元模拟计算数据和实际施工监测数据。结果表明:单洞双线顶管法引起地表沉降值、隧道结构拱顶沉降值远小于CRD工法;实际施工过程中,单洞双线顶管法产生的地表位移和土层位移变化趋势与数值模拟一致;单洞双线顶管法与CRD工法相比,缩短了支护时间,降低了带水作业风险,工期可控。实践表明,单洞双线顶管法适用于富水砾砂岩溶地层暗挖地下工程,效果较显著。