隧道密贴下穿地铁车站结构变形数值分析

本文以北京某双矩形区间隧道密贴下穿既有地铁车站工程为背景,利用三维有限差分计算软件FLAC 3D对暗挖隧道动态施工过程进行了数值仿真模拟。并对暗挖隧道周围采取预注浆加固既有车站下方土体和在暗挖隧道与既有车站间设置千斤顶,分级施加顶力工法进行了比较。得到预注浆工法下既有车站最大沉降量为6.97 mm,而千斤顶工法下既有车站最大沉降量只有2.36 mm,千斤顶工法为优先考虑的工法。最后给出了千斤顶工法下既有车站轨道结构典型的双峰形态沉降槽,从而为密贴穿越地铁工程的设计与施工提供了有益参考。     

新建隧道密贴下穿既有地铁车站风险控制

新建地铁隧道密贴下穿既有地铁车站工程风险大,容易引起地铁车站产生较大变形,需要对此类工程施工风险控制进行深入研究。以某城市地铁新建隧道密贴下穿既有车站工程为实例,采用ANSYS有限元软件建立数值模拟分析,剖析各种风险控制措施对既有车站变形的控制情况以及既有车站的变形规律,为类似工程提供参考依据。     

区间隧道长距离密贴下穿既有车站变形特征分析

既有结构在隧道长距离密贴下穿过程中极易受到扰动而产生较大沉降,为分析既有结构的安全性,依托北京地铁19号线区间隧道零距离下穿既有4号线新宫站工程,将数值模拟与现场监测相结合,研究既有结构在施工全过程中的沉降变形特征。结论表明:(1)对地层进行全断面深孔注浆加固可有效控制既有结构沉降;(2)下穿段区间隧道二衬施作引起既有结构沉降最大,施工全过程中既有车站沉降小于3 mm的限值;(3)两侧疏散口沉降集中发生在既有站两侧隧道施工过程中,施工全过程中既有疏散口沉降小于3 mm的限值。     

暗挖区间隧道下穿既有地铁施工技术

以新建深圳地铁7号线皇岗村站—福民站区间隧道下穿既有地铁4号线福民站为工程背景,首先分析了工程难点及应对措施,然后从地下连续墙拆除、深孔注浆加固、回填及补偿注浆、平顶直墙隧道施工4个方面阐述了下穿施工关键技术。经实施,全断面深孔注浆与工作面注浆相结合可以全面改良隧道岩土体,使得施工对既有车站结构的影响大大降低;在开挖及支护过程中,支撑钢架与既有车站结构底板密贴牢固;在加固过程中背后回填及补偿注浆可以减小车站结构变形沉降。监测结果显示各项变形值均小于控制值。     

富水砂层城市过街道浅埋暗挖修建技术

本文介绍了富水砂层城市过街道浅埋暗挖施工方法,整个隧道的施工主要采用"CRD"工法,其中对淤泥质地层采用密管低压挤压技术,饱和含水砂层采用"TSS"注浆加固技术等辅助工法.     

变位分配原理在地铁密贴穿越工程中的应用

北京新建地铁10号线车站密贴下穿既有1号线车站为北京市目前最大规模的密贴穿越工程,为保障既有线正常运行,要求下穿站施工引起的既有站满足沉降量小于3mm。结合平顶直墙CRD+多重预顶撑施工工艺,依据变位分配原理及数值计算结果,分析既有车站结构的变形特点及沉降规律,并以此制定了既有车站结构的分步变位控制标准;采用自动化与人工监测相结合的方式,将控制标准根据施工步序分解使用,分阶段控制工程自身及既有公主坟站的变形;对比分析计算值与实测值,实测值略大于计算值,但两者的沉降分布曲线大体一致,且各测点最终累计沉降值均满足3mm沉降控制指标。分析结果表明,变位分配控制原理在地铁密贴穿越工程,尤其是沉降控制标准严格的穿越工程中具有较高实用性,可为以后类似工程提供技术支持。     

MJS工法在砂卵石地层盾构近距离下穿运营地铁隧道的应用

依托在建长沙轨道交通4号线盾构区间,对砂卵石复杂地层下穿既有2号线运营区间预加固保护措施进行研究,并对多种预加固方案综合比选,最终采用MJS(全方位高压旋喷加固)工法对既有2号线进行预加固保护。工程实践表明,MJS工法水平加固过程中,既有2号线变形可控,最大变形约7 mm,加固体强度可达5～8 MPa,确保了4号线盾构穿越过程中既有区间的运营安全。这是国内首次在该类地层采用MJS工法对小净距既有运营线路进行水平预加固,可为今后类似工程提供参考和借鉴。     

新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术

北京地铁10号线国贸-双井站区间暗挖隧道施工下穿既有地铁1号线,既有线地铁结构的安全度已达临界状态,施工不能中断行车运营。为有效控制新线施工开挖引起的地层变化对既有结构位移和变形的影响,对既有线采用袖阀管注浆、WSS工法加固的措施,详细介绍新建10号线初支顶部与既有1号线初支仰拱零距离密贴、刚性支护紧贴1号线底板进行下部隧道施工的作业要点和技术措施,以确保施工安全和既有地铁的正常运营。实践证明,该工程首次采用密贴既有结构底板的形式穿越既有地铁隧道,对城市地下工程施工具有一定的指导意义。     

复合地层隧道下穿既有地铁车站设计施工技术措施

以深圳市轨道交通11号线下穿既有5号线宝华站工程为实例,详细介绍了复合地层中,"矿山法初支+盾构拼管片"隧道下穿运营地铁车站的设计施工关键技术。通过理论分析、数值计算及现场监测,证明了该工法的合理性。结果表明,通过制定严格的自动化监测标准,选取合理的辅助措施,设置试验段,控制好爆破振速,可安全下穿既有地铁车站。     

暗挖隧道下穿既有站沉降控制措施

通过对暗挖隧道下穿既有站采用不同工法及不同加固范围的计算分析比较,并依据地铁站结构变形控制值,来确定暗挖隧道下穿既有站沉降控制措施。结果表明,采用CRD工法开挖,较全断面法及台阶法对控制竖向位移效果显著;隧道掌子面及周边一定范围土体采用深孔注浆加固,可以有效控制既有车站结构及轨道竖向变形,满足既有线结构使用和运营要求。     

WSS深孔注浆工法在矿山法区间下穿既有盾构区间中的应用研究

以北京地铁6号线平安里站—北海北站矿山法区间下穿地铁4号线既有盾构区间特级风险源工程为背景,介绍了WSS深孔注浆工法在矿山施工地层超前加固中的应用,实践证明采用WSS工法对隧道土体进行超前加固,有效控制了既有线结构的沉降,保证了既有线结构的安全,同时,该次矿山法区间成功下穿盾构区间为北京市轨道交通工程的首次,为类似工程提供借鉴经验。     

暗挖地铁车站平行下穿既有隧道的变形控制及规律研究

北京地铁15号线奥林匹克公园站全站平行密贴下穿既有城市大型隧道,如此大面积的长距离密贴穿越,为国内罕见。为控制既有隧道变形,提出单层导洞预撑支柱法。采用数值模拟方法对新工法和传统PBA工法引起的既有隧道变形进行对比,并根据实测值对下穿施工既有隧道变形规律进行分析。研究表明:(1)单层导洞预撑支柱法在控制车站施工引起的既有隧道变形、减小降水引起的地层及既有隧道沉降以及保护地下水资源方面具有优势。采用消除下层导洞和形成桩基支撑托换体系两个措施后,既有隧道最大沉降比PBA法的减小36.5%。(2)既有隧道变形以横截面变化为主,实测最大沉降42.2mm。施工过程中,沉降增量最大的是导洞施工阶段,其次是扣拱阶段,而站厅层及站台层施工阶段最小。(3)施工过程中,既有隧道变形模式逐渐变化。差异沉降增量最大的是扣拱阶段,其次是导洞施工阶段,而站厅层及站台层施工最小。其中,扣拱阶段是影响既有隧道安全性的关键阶段。     

全方位高压喷射工法在杭州地铁盾构下穿既有线工程中的应用

以杭州地铁5号线滨康路站—青年路站区间盾构隧道近距离下穿既有地铁1号线工程为背景,对全方位高压喷射工法在盾构下穿既有线工程中的应用进行研究.通过分析现场试桩试验数据和实际施工过程监测数据,总结了采用全方位高压喷射加固后既有隧道的变形规律,并提出适用于杭州地区软土地层的施工参数及施工工序.研究结果表明:既有隧道的全方位高压喷射加固建议选择"半圆"加固方式;应合理延长相邻桩的施工间隔时间,优化施工工序;采用全方位高压喷射加固后,既有隧道结构变形得到了有效控制.     

大直径泥水平衡盾构下穿既有地铁结构预加固方案研究

为了保证北京地铁10号线和13号线换乘车站(知春路车站)在京张高铁清华园隧道下穿施工过程中的结构安全性和运营稳定性,采用数值模拟对3种预加固方案(水平旋喷桩、管幕和小导管注浆)下既有地铁车站结构的变形和受力进行分析。采取预加固措施后,地铁车站结构的变形和受力都得到了有效控制。结合数值模拟分析的结果,同时从地层适用性、加固效果、环境影响、施工工艺、工程造价、结构变形和受力等多方面对3种预加固方案进行对比分析。以既有地铁车站所处环境和重要性等级为基础,建议选择小导管注浆预加固方案,该方案既能保证下穿施工过程中既有地铁车站结构的安全,又能降低工程造价。     

软弱砂层下的地铁隧道穿越建筑物的加固技术及注浆控制效果分析

地铁隧道在富水软弱砂层下穿越建筑物时,容易引起开挖面涌水突泥、围岩滑塌失稳以及建筑物不均匀沉陷等工程灾害。以青岛地铁枣李区间隧道软弱砂层带下穿建筑物工程为例,提出了全断面超前帷幕注浆、初支背后径向注浆及洞内补偿注浆联合加固技术。通过数值计算考虑注浆膨胀作用,分析了隧道下穿施工过程的地表变形及建筑物稳定性特性。研究表明:隧道在软弱砂层中采用全断面超前帷幕注浆会引起地表隆起现象,双线隧道地表呈现M型隆起变形,后开挖隧道变形值较大;地表建筑物在注浆膨胀作用下表现出正曲率变形,后开挖隧道正上方建筑基础最易发生破坏;穿越富水软弱砂层时不能一味提升注浆压力来提高地层刚度,应与现场监测结合进行施工控制。     

WSS工法在下穿京密引水渠暗挖地铁施工中的应用

随着北京轨道交通昌平线建设的快速推进,在下穿京密引水渠暗挖隧道施工时,遇到饱和动态含水砂层,在该种地层中开挖施工隧道极易发生涌水和流砂等工程灾害。目前,在该种地层中施工隧道,通常采用明挖法、盾构法或冻结法等施工方法,施工效果一般,施工成本较高。而北京地铁昌平线下穿京密引水渠段采用暗挖法施工,地下水位高,如何有效止水并保证京密引水渠安全是工程顺利施工的关键,也是整条地铁线的一大技术攻关难题。基于此对止水工艺进行比选,结合昌平地铁下穿京密引水渠暗挖隧道施工情况,对饱和动态含水砂层中止水工艺进行对比研究,结论为:W SS二重管注浆+超前小导管注浆结合的注浆止水加固法可满足工程需要,实践证明施工效果良好。     

密贴下穿地铁车站的新建通道开挖方法对比分析

依托新建成都地铁8号线倪家桥车站换乘通道密贴下穿既有1号线车站工程,采用数值模拟方法对比分析了在三种不同开挖工况下既有车站底板、新建通道初期支护结构以及围岩的力学响应.其中工况1为5部10导洞开挖,工况2为4部8导洞开挖,工况3为3部6导洞开挖.研究结果表明:工况1既有车站底板沉降最大值为4.13 mm,分别为工况2和...     

深埋软岩小净距隧道近接既有车站的位移响应

以在建的重庆轨道交通10号线红土地站为工程背景,新建车站采用分离式小净距隧道近距下穿既有车站。通过三维数值分析与现场实测相结合对既有车站结构的位移响应进行分析。既有结构的竖向位移的位移响应服从双Peck拟合曲线,左、右线隧道开挖引发的竖向位移产生叠加,开挖上台阶和拆除临时支撑为位移控制的关键环节;小净距隧道开挖引起的能量释放被既有车站结构吸收,下穿既有结构所得沉降槽宽度参数 值为天然地层条件下的0.924倍;深埋软岩小净距下穿既有结构隧道地层损失率 取值范围为0.108%～0.16%;上台阶开挖注意控制拱部中空注浆锚杆的超前加固效果,形成一定范围的承载拱;施作隧道仰拱后方可分段拆除临时中隔壁,拆除范围为6~7m。结果表明,现场实测和数值计算的结果基本吻合。     

增湿条件下膨胀土隧道近距离下穿既有地铁车站施工力学分析

为确保膨胀土地层渗水后,矿山法隧道近距离下穿既有地铁车站施工过程隧道及车站的安全,以合肥地铁5号线下穿既有车站隧道工程为依托,采用PLAXIS 3D岩土有限元软件精细化模拟整个施工过程,计算分析隧道、地层及既有车站结构的响应规律。研究结果表明:隧道下穿车站结构时经历的应力场较低;引起的地层变形主要表现为底部隆起和掌子面回弹变形;隧道下穿后,车站结构表现为中部隆起,前后两端沉降,施工时应控制既有车站的局部上浮。结合监测数据分析,表明隧道自身和既有车站基本处于安全稳定状态,施工方案合理可靠。     

新建换乘通道密贴下穿既有地铁车站施工工序优化

依托新建换乘通道密贴下穿既有地铁车站工程,针对新建换乘通道采用多分部开挖的施工工序难题,采用数值模拟对比分析了3种不同施工工序引起的既有地铁车站、新建换乘通道、围岩介质等的力学响应.结果 表明:从既有地铁车站底板附加变形、新建换乘通道初期支护变形及围岩塑性区指标来看,工况1所引起的最大变形值及塑性区体积均相对最小,建议采用工况1为优选施工工序.