新建地铁下穿既有轨道车站施工方案研究

随着城市地下交通工程的快速迅猛发展,新建地铁下穿既有轨道车站工程的案例越来越多。为了确保在下穿轨道工程中既有轨道的安全运营和新建下穿隧道施工方案的安全合理,针对新建地铁下穿既有轨道车站的实际工程特殊性,该文以重庆某新建地铁下穿既有轨道车站为工程研究背景,采用Midas/GTS有限元分析软件对新建地铁分别采用已有设计CRD法和变更的上下台阶法施工进行数值模拟,分析对比下穿轨道工程案例中既有轨道车站结构的沉降变形与应力的规律。研究结果表明:该下穿工程采用CRD法和上下台阶法施工所引起的既有轨道车站最大沉降值和应力都在安全可控的范围内,但是CRD法的施工工序复杂,耗时较长,所以该工程将施工方法由CRD法变更为上下台阶法。并通过工程的实际监控数值进一步验证了上下台阶法的合理性。     

地铁隧道施工对既有城市道路的影响研究

为了探究地铁隧道下穿施工时,施工方法和隧道埋深对既有城市道路的影响,以某正交下穿既有城市道路的地铁隧道为例,利用FLAC~(3D)有限差分软件建立了三维数值计算模型,就新建隧道的埋深和三种不同的施工方法对既有城市道路的影响进行了数值模拟研究,得到主要结论如下:采用三台阶六步法时,新建隧道施工引起的围岩变形和路面沉降最小,三台阶法次之,全断面开挖引起的围岩变形和路面沉降最大;隧道埋深越大,既有路面受新建隧道的影响越小,当埋深为50 m (8倍新建隧道洞径)时,新建隧道引起的既有路面沉降值仅为3. 7 mm;同时,新建隧道施工对周边环境影响最为严重的是新建隧道2倍洞径范围内,距离新建隧道越远的地方,受到的影响则越小。     

城市桥梁桩基施工对既有盾构隧道的影响研究

为了探究城市桥梁桩基施工对既有盾构隧道的影响,以某实际工程为例,采用Midas/GTS有限元软件建立了三维模型,并就新建桩基施工对既有盾构隧道的位移和受力影响进行了分析。研究成果表明,第一,桩基周围土体会因桩基施工扰动而产生以沉降为主的变形,桩周3.0倍桩径范围内土体受影响最大,且地层变形在竖向呈倒"V"型分布,距离地表越深,桩基施工引起的地层变形范围越小,变形程度也越轻;第二,桩基施工引起的既有盾构隧道管片变形以沉降为主,且最大沉降值为1.82 mm,出现在隧道顶部;其最大收敛变形出现在纵向,两条隧道的最大收敛变形值分别为0.49和0.83 mm;第三,新建桩基施工引起的管片轴力和弯矩增量分别为1.6%和3.5%,可见,埋深越大,桩周土体的约束力越强,这对隧道具有很好的保护作用。     

浅埋暗挖隧道下穿既有高速公路数值分析

基于南翔西路隧道下穿既有全三高速公路工程,采用FLAC3D数值分析手段对隧道三导洞开挖法施工过程中围岩应力场和位移场、初期支护内力分布情况、地表沉降情况进行了分析研究,得到了隧道施工完毕后,初期支护大管棚起着良好的支护效果,围岩应力集中区局限在拱部一定范围内。隧道三导洞法施工对拱部影响较大,各个分部开挖后周边围岩均有应力集中现象,但应力变化梯度不大。隧道临时支护拆除前地表沉降最大值23mm,临时支护拆除后地表沉降最大值45mm。隧道仰拱向上隆起30mm。隧道开挖后,隧道周边围岩位移不显著,满足规范要求。地表沉降最大值位置为隧道中线,对应地表沉降槽宽度为50m,影响范围为隧道中线左右各25m。初期支护拱部素混凝土安全系数满足施工安全要求。相关结论对类似工程的设计、研究具有一定的指导作用。     

浅埋大跨连拱隧道下穿既有建筑物施工沉降控制

根据工程类比法,采用CRD法优化厦门机场下穿34号楼隧道工程施工步骤。借助数值分析方法,分析既有建筑的沉降规律;根据现场实测及数值模拟结果,提出超前注浆、地面硬化及补偿抬升注浆、洞内全断面帷幕注浆、大管棚超前支护等多种施工辅助措施控制沉降,结果表明施工过程既有建筑结构沉降得到有效控制,最终沉降量小于40mm。     

上下台阶法和CRD法施工下超大断面隧道围岩控制机制数值试验研究

为明确超大断面隧道软弱围岩破坏及控制机制,系统开展上下台阶法和CRD法开挖方式下超大断面隧道软弱围岩控制机制数值试验,对比分析不同强度等级围岩下隧道拱顶位移、最大塑性应变、支护构件受力变化规律,得出结论:不同开挖方式对隧道拱顶位移、最大塑性应变、支护构件应力影响显著;CRD法对隧道的拱顶位移、最大塑性应变、支护构件应力的控制效果比上下台阶法要好,且随围岩强度等级越低、隧道拱顶沉降越大,塑性区范围越大,支护构件应力越大,围岩稳定性越差。     

浅埋暗挖大跨风道临时支撑拆除技术

西南风道具有地质条件及周围环境复杂、开挖跨度大(开挖跨度9.9 m)、埋深浅(结构上覆土厚度约10 m)、覆跨比较小(约为1)、路面外荷载作用频繁、穿过地下管线等显著特点。风道采用CRD法开挖支护,其中,临时支撑拆除是CRD法的关键技术,若施工不当易引起大的地表沉降,影响地下管线和地面交通运行安全,为了保证施工安全及周围环境的安全,采取分段、逐层拆除的方法,主要介绍CRD法临时支撑拆除施工,并通过对地层变位的监控量测,对临时支撑拆除施工效应进行分析。研究表明:1)临时支撑拆除范围原则上取隧道跨度,当环境要求严格时,应减小拆撑的范围;2)拆撑施工引起的地表沉降值比较小,占地表总沉降值的5.86%～18.49%;3)制定和完善了临时支撑拆除控制标准,包括临时支撑拆除时机的确定、位移的控制基准等。     

CRD法穿越粉细砂岩隧道施工要点分析

在隧道软弱地层施工中,CRD法(交叉中隔壁法)是一种常用的施工方法。利用CRD法进行施工可以有效防止支护结构出现下沉和变形,防止土体出现水平位移,降低地面沉降。以马家坡隧道为例,对隧道工程地质情况进行了分析,经过研究后设计采用CRD法进行隧道的开挖施工,并对CRD法施工技术进行探讨,为类似隧道工程施工积累参考经验。     

小净距隧道施工与优化

乌鲁木齐外环改建扩容工程新建蜘蛛山隧道与既有蜘蛛山隧道为平行小净距隧道,新建隧道施工不仅应考虑自身隧道安全,而且须考虑施工对既有隧道安全运营的影响。基于隧道施工揭示的围岩情况,依据试验段施工情况和相关监测数据,将原隧道设计施工工法CD法优化调整为台阶法;场地内隧道出洞口地势较陡,原隧道设计的出洞洞口段超前大管棚施工难度大,将超前支护优化调整为洞内超前注浆小导管。蜘蛛山隧道施工工法和超前支护的优化调整安全合理可行,同时提高施工效率,缩短了工期。     

新建市政立交施工对既有铁路路基稳定性影响分析

为研究新建市政立交邻近铁路施工对既有铁路路基稳定性的影响规律,以S43呼和浩特机场高速公路什不更互通工程为例,对邻近铁路桩基开挖过程中的基坑支护结构位移、周围地表沉降、铁路路基沉降等通过有限元模拟进行了系统分析。结果表明：支护结构产生的最大水平位移为3.6 mm,距离支护结构5.34 m位置处的地表沉降量最大,其值为5.6 mm;新建市政立交施工引发的铁路路基最大累计变形均发生在靠近主线主墩位置附近,竖向沉降最大值为-3.07 mm,各测点的最大变形量均小于路基变形预警值。基坑支护结构强度较大时会使既有铁路路基发生轻微隆起,但随着支护结构的拆除,基坑周围土体向内部卸荷,路基仍以沉降为主。研究成果可为同类工程的施工提供参考。     

连拱隧道下穿既有高速公路管幕法施工技术研究

新建隧道下穿城市既有道路,当埋深较浅时上部道路很容易因沉降过大而导致路面结构开裂,甚至破坏等问题,因此研究隧道的施工技术是非常必要的。以西安市开元路至建元路下穿通道项目为依托,在连拱隧道施工过程中采用有限元软件模拟管幕法支护对隧道结构、围岩稳定性及上部道路路面沉降的影响。主要结论如下：（1）新建连拱隧道围岩竖向最大位移为7.4mm,满足规范要求,隧道结构安全可靠;（2）采用管幕法施工时,路面沉降最大值仅为4.39mm,说明管幕法开挖连拱隧道下穿既有城市道路是可行的;（3）采用管幕法施工隧道二衬最小安全系数为2.05,大于规范最小安全系数,衬砌结构安全可靠。综上可见,采用管幕法作为超前支护措施,连拱隧道下穿既有城市道路对上部路面影响较小,施工安全风险较低。     

双线暗挖隧道下穿既有城市主干道施工方法比选

以某双线暗挖隧道下穿既有城市主干道为工程背景,利用FLAC-3D有限差分软件对WSS加固条件下上下台阶法、上下台阶增设临时仰拱法和上半断面预留核心土法进行对比分析,着重研究了既有主干道沉降,在建暗挖隧道受力、收敛、掌子面挤出位移以及塑性区开展深度进行分析.分析表明,上下台阶增设临时仰拱法达到了经济与安全的平衡,是较为合适的穿越方法.     

地铁深基坑施工对邻近隧道的变形影响分析

为研究地铁深基坑邻近隧道施工时既有隧道的受力与变形特性,以南京地铁9号线管子桥站基坑工程为背景,通过三维有限元分析,研究基坑开挖引起的既有隧道的受力与变形特性,计算结果表明：地铁基坑开挖引起的既有隧道最大沉降值为7.32 mm,最大水平位移为5.74 mm,隧道变形满足相关规范要求;隧道主体沿Y方向和Z方向产生的位移远大于沿X方向产生的位移;基坑开挖时,隧道敞开段与暗埋段会产生沉降差异,施工时应采取相应措施控制沉降差。     

超浅埋特大断面直墙隧道下穿城市主干道暗挖施工关键技术

为确保城市主干道、地面高架桥、地下管线的安全使用,广州市康王路下穿流花湖的超浅埋特大断面直墙隧道采用如下技术措施： 一次性施作70 m超前大管棚,采用水平导向跟管钻进法施工,施作精度高; 在隧道开挖边线45°对应路面范围,道路上铺设厚钢板; 对与距离隧道非常近的高架桥桩基,采用地面主动托换法; 采用六部CRD法施工,对掌子面采用TSS注浆加固技术,开挖初期支护后及时施作径向注浆及回填注浆; 在临时支撑未拆除的情况下,施作模筑混凝土第1层衬砌,第1层衬砌达到强度时拆除临时支撑,在第1层衬砌表面铺挂防水层,最后施作综合管廊结构及拱墙钢筋混凝土第2层衬砌; 综合管廊结构采用脚手架+模板系统,拱墙第1层衬砌采用弧形拱架+组合钢模板系统,拱墙第2层衬砌采用模板台车施工。目前只完成了右线的施工任务,地表沉降值（累计最大70.9 mm）在允许范围之内,隧道内净空变化（累计最大拱顶下沉61.1 mm、最大水平收敛值为8.44 mm）也在预控范围内,且地表、洞内最大变形值对应位置均在隧道中部,为左线施工及类似工程施工提供借鉴。     

既有地铁线上跨基坑管幕 MJS 地基加固施工实例分析

以徐州新建彭祖大道下方的隧道开挖区间为研究对象,针对徐州的地质条件研究了该地下工程近距离上跨既有运营地铁2号线对2号线的影响,并且采取了管幕加MJS工法联合加固地基的施工方案,对既有地铁2号线进行加固保护和控制地表的沉降。通过有限元分析可以看出,管幕法联合MJS工法可以有效控制既有2号线的变形隆起数值,在一级放坡施工阶段,铺设管幕数值为3.92 mm,未铺设管幕数值则为6.45 mm,并且在铺设管幕的情况下开挖基坑的变形也得到了较好的控制,证实了联合两种方案可以有效地保护既有2号线和基坑的施工安全。最后以10 d为一个周期进行监测,数据呈现出正常的变化规律,监测的结果与施工工况、土质状况基本吻合。     

超浅埋大断面滨海软土隧道施工工法研究

拱北隧道为一座滨海软土隧道,开挖断面达340 m2,采用超前管幕预支护下的多台阶分部开挖方案。采用ANSYS软件对五台阶15分区方案和四台阶8分区方案的隧道结构受力规律及安全性进行了数值研究。研究结果表明:1)采用五台阶15分区方案和四台阶8分区方案都能够满足结构安全要求,但在临时支撑拆除过程中,2种方案的施工安全性差异较大;2)四台阶8分区方案在下半断面临时支撑拆除后、三次衬砌尚未施作时,下半断面边墙及仰拱处的初期支护和二次衬砌受力较大,施工安全性较低;3)各部开挖后应及时施作初期支护,并应尽快施作第2层衬砌结构,以减小拱顶下沉和地表沉降。     

砂卵石地层地铁隧道下穿既有隧道影响分区与控制研究

以成都地铁5号线下穿地铁3号线为工程背景,运用有限差分软件FLAC3D,研究合理的影响分区,并论证CRD工法在下穿既有隧道时的应用效果。研究结果表明:新建隧道对既有隧道的影响与埋深呈正相关,与净距呈负相关;影响分区揭示了大部分在成都砂卵石地层进行的既有隧道近接施工均需要采取相应的控制措施,以保证施工安全;CRD法可以有效地控制成都砂卵石地层强影响区近接施工对既有隧道的影响,弱影响区可采用注浆加固以及超前支护等方法进行控制。     

基于FLAC3D的路基拓宽差异沉降研究

以延安北过境线路基拓宽项目为研究对象,采用现场监测、室内试验及FLAC3D有限差分法相结合的方法对新旧路基拓宽差异沉降特性进行研究。监测数据表明,由路基土体在外荷载作用下产生的黏滞蠕变只占总沉降的很小一部分。通过室内直剪试验,得出黏聚力值为21 kPa,内摩擦角值为38°;当最大差异沉降量达到最小值时,拓宽侧路基填筑高度为6 m;当新路基的沉降开始增加时,拓宽高度大于6 m;当旧路基高度不变时,新旧路基顶面和最大沉降点向外移动。在工程实际中,新旧路基的拓宽宽度增加对旧路基的影响较小。