西安地铁穿越地裂缝带线路与轨道工程方案研究

研究目的:通过对西安地铁1、2号线穿越地裂缝的活动特点和变形规律进行的分析,研究地裂缝对地铁工程可能引起的工程灾害,提出地铁区间隧道通过地裂缝带时线路与轨道工程在地裂缝活动变形后的适应性方案,为西安地铁设计、施工及安全运营提供科学的理论指导和设计依据.研究结论:在研究分析地裂缝的成因、危害及变形特征的基础上,以"防"与"放"相结合的原则为指导,采用线路坡度调节和可调式框架板轨道的总体适应性方案,及"局部加强、预留净空、分段处理、柔性接头、先结构后防水"结构处理原则等综合技术措施,使西安地铁穿越地裂缝的问题得到初步解决,研究成果已在西安地铁1、2号线得到推广应用.     

跨断裂地铁隧道地震动力响应特征研究

研究目的:活动断裂在我国分布较广,然而在长距离工程选线及设计中,线路往往会穿越或邻近活动断裂带。断裂粘滑作用常造成地震发生,加之地震动力作用下地铁隧道的地震响应和受力变形问题又是隧道设计的重点和难点,因此本文对地铁隧道跨越活动断裂进行地震荷载时程分析,从定量角度研究跨断裂地铁隧道地震动力响应特征。研究结论:(1)地表断裂位置处PGA放大系数最大,向两侧逐渐减小,具有典型的上盘效应;(2)地震作用改变了断裂附近隧道结构接触压力,在地震过程中,拱顶最大接触压力在上盘增大下盘减小,而拱底最大接触压力在上盘减小下盘增大,接触压力的主要变化范围在上盘40 m和下盘30 m范围内;(3)地震荷载下断裂附近隧道结构拱顶轴力在上盘增大下盘减小,而拱底轴力在上盘减小下盘增大,此外,在断裂位置处隧道结构弯矩和剪应力数值明显增大;(4)基于地震作用下跨断裂地铁隧道内力显著变化范围,给出了地震动力作用下跨断裂地铁隧道的纵向设防长度建议值为上盘40 m、下盘30 m,在此区域内应采取设置减震层、加固围岩和采用柔性接头等抗震设防措施;(5)本研究成果可为跨断裂地铁隧道抗震设防提供科学参考和理论依据。     

地铁隧道双线暗挖斜穿地裂缝地表变形规律及控制技术研究

为分析暗挖黄土地铁隧道双线斜穿地裂缝时地表变形规律,以西安地铁3号线为依托工程,通过理论分析、FLAC3D模拟及实测,对地裂缝处地表纵向、横向变形规律进行系统研究。主要结论:地裂缝与掌子面关键体相交时,该阶段为控制掌子面稳定性及地层沉降的关键;穿越过程地裂缝处上、下盘将产生沉降错台及水平张拉,二者发展趋势较为接近,错台的发展及恢复分别集中在进度-1.25D~0和0~1.75D;受先行隧道扰动影响,后行隧道于地裂缝处将产生更大的沉降差和最终沉降;地表最终纵向沉降将在上盘距地裂缝约1D处出现最值点,沉降集中区范围可按已有规程进行投影确定;地裂缝处的地层沉降控制可采用减小导洞面积、留设核心土、增强超前支护、控制地表水下渗等综合措施进行。     

邻近地裂缝地铁隧道地震响应分析

西安地铁3号线有3个区间隧道近距离平行通过地裂缝。采用数值模拟方法分析地震荷载作用下地铁隧道场地的动力响应。分析结果表明,地震荷载作用下竖向土压力增量在地裂缝上下盘处差异明显,地裂缝上盘竖向土压力增量明显大于下盘;在施加地震荷载后地铁隧道拱顶处的竖向土压力迅速上升,震级越大竖向土压力越大;隧道内力中轴力最大值在右拱脚处,左拱脚次之;剪力最大值在右拱腰处,左拱腰次之;正弯矩和负弯矩的最大值接近,均在右拱腰处,左拱肩和右拱脚处弯矩偏小,其余弯矩值在30～60 k N·m。     

地铁穿越黄土层地裂缝防水设计施工探讨

以西安地铁2号线为例,分析了地裂缝活动、不良地质状况和特殊处理段防水对地铁隧道的影响.提出了地铁2号线穿越地裂缝段的防水设计与施工方案.总结了该地段施工中应注意的问题.     

西安地铁2号线穿越地裂缝段的限界设计

限界设计技术是保证城市轨道交通车辆安全运行,有效控制工程投资规模的关键技术之一。针对西安地铁存在穿越地裂缝的情况,在西安地铁2号线设计中,根据地裂缝的活动强度,提出"百年预留垂直位移统一按500m考虑,并根据2号线的线路变坡和全线施工方法,确定每一条地裂缝段的限界处理长度。提出了西安地铁2号线地裂缝段的建筑限界处理措施。     

乌鲁木齐地铁1号线穿越断裂带的设计与施工

乌鲁木齐是全国断裂带发育最典型的城市,其活动对地铁建设造成严重威胁,乌鲁木齐地铁建设的关键是如何妥善解决地铁隧道穿越断裂带的问题。以乌鲁木齐地铁1号线区间穿越八钢—石化断裂带为研究对象,结合西安地铁穿越地裂缝的防治经验,分析地裂缝与断裂带的成因,介绍乌鲁木齐地铁1号线穿越断裂带的结构、防水、限界、轨排、抗震等防治措施。依据乌鲁木齐地铁特殊变形缝施工中发现的问题,提出取消特殊变形缝外环"?"橡胶止水带的优化建议。     

箱型隧道30°斜穿活动地裂缝的变形破坏模式试验研究

从西安地铁隧道工程背景和西安地裂缝地质环境出发,根据相似理论设计箱型隧道衬砌结构30°斜穿地裂缝的物理模型试验。结构模型混凝土应变、纵向和环向钢筋应变、结构外围土压力、结构内部收敛位移、模型顶表面土体变形以及宏观变形破坏现象表明:结构变形破坏不对称,随着沉降的扩展,首先发生扭转变形,然后发生弯曲和剪切变形破坏;衬砌环向裂缝主要分布在下盘区范围2.12D~3.81D(D为衬砌壁厚中心线高度1.18m)、上盘区范围0.85D~1.69D;纵向裂缝主要分布在下盘区范围1.19D~4.24D、上盘区范围1.27D~2.97D,下盘结构变形破坏较上盘结构严重;纵向裂缝为扭转变形引起、环向裂缝为弯曲变形引起、裂缝两侧错位由剪切变形引起。     

西安地铁区间结构小角度穿越地裂缝有限元计算与分析

利用Midas—GTS大型有限元软件,对西安地铁区间结构小角度穿越地裂缝特性进行数值模拟,得出地铁区间结构随地裂缝沉降变化的规律,并在此基础上对区间结构穿越地裂缝区段设防方式进行了研究,所得结论对区间结构小角度穿越地裂缝的设计及施工有一定的参考价值。     

盾构隧道下穿既有铁路路基及桥梁桩基施工过程影响分析

1 工程概况 北京地铁10号线草桥—樊家村站区间从东往西连续穿越京九铁路路基和京沪高铁桥梁群桩基础,区间隧道为6m直径的盾构隧道,隧道埋深14.9 m,静止水位埋深约25 m,隧道所处地层从上至下依次为杂填土、细中砂、砂质粉土、粉细砂、新近沉积卵石、粉质黏土、第四纪晚更新世冲洪积卵石等,下穿段隧道穿越地层为第四纪晚更新世冲洪积卵石层. 京九铁路为两股道,碎石道床,钢筋混凝土轨枕,轨道类型为60 kg/m,基础形式为路堤,高出正常路面4～5m.区间右线隧道与铁路斜交61°,相交段长约33 m;左线隧道与铁路斜交70 °,相交段长约30 m.     

基于层次分析法的某线状工程地裂缝危险性评价

研究目的:通过对拟建工程沿线地裂缝发育影响因素的分析,确定工程沿线地裂缝发育的主要影响因子,建立沿线地裂缝危险性评价模型,计算地裂缝危险性指数,并进行危险性分区;以评价工程沿线地裂缝发育的危险性,指导工程的勘察设计。研究结论:根据危险性指数,按危险性大小将拟建工程沿线地裂缝发育的危险性划分为大、中、小三个区。结果表明,现场确定的孙河、北甸、庙卷3处地裂缝均发育在地裂缝危险性大区,评价结果与实际较吻合,并有效指导了该工程的勘察设计。     

地裂缝场地铁路客运专线路堤动力响应分析

大西铁路客运专线途径太原盆地、临汾盆地和运城盆地,该3块盆地孕育有若干地裂缝。为了分析列车动荷载作用下,地裂缝场地铁路客运专线运营的安全性和舒适性,利用有限差分方法计算了动车荷载作用下地裂缝场地和无地裂缝场地路堤的动力响应问题。计算结果表明:地裂缝场地路堤的动位移和速度较无地裂缝场地大;地裂缝场地动应力在埋深7~11 m处发生了突变;上、下盘的主要影响范围内分别为6 m和3 m。     

跨地裂缝带高铁路基动力响应及CFG桩地基加固优化研究

以大西客运专线为研究背景,基于动力有限元数值模拟和正交试验设计,研究了地下水位差异和不同地基条件下跨地裂缝带高铁路基的动力响应及CFG桩对地基加固效果的影响,结果表明:路基动应力和加速度响应在地裂缝带处出现较大波动,路堤中动应力沿深度方向衰减近50%,加速度衰减近70%;上、下盘地下水位差导致地基动应力和加速度幅值出现明显差异;CFG桩降低了路堤加速度和路基下部动应力,且动应力降低幅度要大于加速度;对于动应力,桩间距的影响最大,桩长次之,桩径最小;对于加速度,桩间距的影响最大,桩径次之,桩长最小;地基优化加固方案为:上盘桩间距1. 2 m,桩长8. 0 m,桩径0. 3 m;下盘桩间距1. 2 m,桩长16 m,桩径0. 6 m。研究结果可为跨地裂缝带高铁路基设计提供参考。     

斜穿地裂缝黄土地铁隧道施工诱发的地表沉降及隧道变形规律研究

研究地裂缝影响区内存在可弱化土体的不利因素情况下,西安黄土地区地铁隧道暗挖斜穿地裂缝施工所诱发的地表及隧道相关变形规律。通过FLAC3D模拟预测施工变形规律,并与实际监测数据进行对比分析,得到以下结论:(1)FLAC3D模拟表明,隧道暗挖施工穿越地裂缝时裂缝临近处收敛值会在初期出现短暂负收敛现象;(2)地表在地裂缝影响带的差异沉降发展集中在穿越前和穿越过程中,而拱顶上下盘差异沉降主要集中在穿越过程中;(3)当地裂缝影响带内存在可弱化土体强度的不利因素时,地表最终沉降的峰值点会向不利因素处移动;(4)拱顶最终沉降的峰值点基本在隧道轴线和裂缝的相交处,其受地表的土体弱化因素影响较小。     

西安地铁2号线面临的技术挑战（地裂缝）

西安地铁2号线是西安的第一条地铁线路,它穿过了13条地裂缝中的10条,西安地裂缝是在西安正断层纽的基础上发育起来的,地裂缝的变形具有不可抗拒性和巨大的破坏性,会给隧道结构带来致命的危害,地裂缝引起的隧道结构破坏模式有两种：拉张一挤压破坏型和直接剪断破坏型。通过分析地裂缝的活动特征,估算出2号线沿线地裂缝的最大垂直位移量及百年变形量,分别阐述明挖法、浅埋暗挖法的结构处理方案,地裂缝处理的接头方案,地裂缝处的结构防水等技术措施。     

开裂预应力混凝土梁的检测、评估和加固

应用钢筋混凝土基本理论,分析预应力混凝土结构开裂的力学成因。以3座典型有裂缝预应力混凝土桥梁为例,论述检测、评估和加固方法。从梁体跨中挠度和支点转角的大小及影响线、结构变形的协同性判断裂缝对结构整体受力状态的影响。从开裂截面的应变分布、实测应变与加载弯矩关系、应变值大小以及截面中性轴的稳定性综合判断开裂截面的工作状态和承载能力。当评定结果为梁体的预应力度满足要求时,对主要起受压作用的混凝土开裂区采用高标号钢筋混凝土在梁肋两侧增加断面的方法予以加固,对其他混凝土开裂区采用灌缝处理,对受拉区,可在局部加贴钢板加固。当评定结果为梁体的预应力度严重不足时,先对裂缝进行灌缝处理,然后采用在受拉区表面大面积粘贴10 mm钢板加固。     

西安火车站北站房及高架候车室地裂缝的勘察、评价及对策

西安地裂缝是西安地区典型的地质灾害。f3地裂缝通过北站房及高架候车室拟建场地,其活动对站房安全有较大影响。查明其位置、评价其影响、并提出对策是防治地裂缝灾害的关键。介绍西安地裂缝的基本特征及成因机理,对拟建场地f3地裂缝的勘察概况做了说明,并通过对已有观测数据和地裂缝活动特征的分析,估算地裂缝未来的活动速率。在此基础上分析地裂缝对建筑物的危害,提出防治对策。