大直径盾构隧道轨下结构设计方案比选研究

京张高铁清华园隧道为国内首次采用全预制轨下结构的盾构隧道。以该工程为背景,为得出适合大直径盾构隧道的轨下结构方案,选择轨下结构全现浇、中箱涵预制两侧现浇、全预制3个方案,通过论述分析和建立有限元模型计算,从工期、施工工序、对隧道结构的影响、结构受力和变形特征、施工环境和环保要求、工程造价等方面对方案优缺点进行分析、比选。研究结论:轨下结构全预制方案在工期、施工工效、施工质量、施工环境等方面具有明显优势;全预制轨下结构在受力和变形上能够满足高速铁路的运营要求;施工实践表明,全预制轨下结构有效解决了本工程工期短、距离长、要求高的工程难点问题。     

全预制轨下结构拼装绿色施工技术研究

隧道内部轨下结构施工大多根据实际情况采用全部现浇的形式或采用结构构件预制与现浇相结合的结构体系,而在国内轨下结构全预制拼装的施工方法尚属空白。依托京张铁路清华园隧道工程,研究出一种全新的盾构隧道轨下结构采用全预制拼装的节能环保绿色施工技术,本文详细阐述预制件的整个拼装过程,并与部分预制的实例效果进行对比。实践证明,轨下结构全预制技术机械化作业程度更高,资源消耗更少,同时还具有减少扬尘、降低噪声、减少固体废弃物产生等环保效果。     

大直径盾构隧道内部装配式箱涵拼装质量调查研究

对某在建超大公路和城市轨道交通合建盾构隧道共2 275环装配式大尺寸箱涵拼装质量开展调查研究,重点关注拼缝宽度、拼缝错台、螺栓质量和轴力变化等质量指标。研究结果如下：(1)拼缝质量存在较大的差异性,拼缝宽度在5～40 mm内数量呈正态分布,拼装错台主要在2～10 mm内,部分拼缝错台超过16 mm,连接螺栓基本完好,但连接螺栓轴力在外界因素影响下损失严重,100 d后平均损失率达到51.58%;(2)调查分析了拼缝质量差异性的原因,主要受箱涵预制精度、施工安装精度、后期变形、施工荷载等因素影响;(3)提出了研发自适应性强的预制箱涵、提高预制精度、提高施工质量和加强隧道结构变形控制等提高拼装质量的方法。     

全预制盾构隧道边箱涵精细化施工分析

依托京张高铁清华园隧道工程,介绍清华园隧道工程及其隧道内边箱涵施工工法,并详细讨论边箱涵预制化施工的优缺点。盾构隧道采用全预制轨下结构有5大优点:降低施工现场环境污染,有效改善施工现场工人作业环境,有助于提高工程整体施工效率,降低施工作业风险水平,保障钢筋混凝土构件的质量水平。但依然存在以下缺点:提升构件制造及运输维护费用,构件现场吊装精度要求较高。针对清华园隧道边箱涵吊装施工精细化施工问题进行有限元分析,发现由于边箱涵重心两侧吊装孔距不同,会导致边箱涵近重心侧产生应力集中现象,同时将随着吊装误差的提高应力集中现象显著提升。为保证边箱涵的精细化施工,边箱涵吊装误差不得超过60 mm,两侧边箱涵左右交错拼装施工,建议未来类似工程中异形构件吊装孔设计应考虑吊装误差产生的影响。     

双线铁路大直径盾构隧道管片结构空间内坐标解析研究

随着铁路盾构隧道直径增大以及接触网预埋槽道等新技术的应用,对现场管片拼装排布施工要求越发严格,因此,针对大直径盾构隧道管片结构空间坐标解析算法的研究十分必要.针对一般形式的双线铁路线型,采用参数化解析算法,对线路左线坐标进行计算,提出左线参数化三维坐标;基于左线参数方程及管片结构中线与线路左线的相对关系,提出一种四维坐...     

高速铁路超大直径水下盾构隧道防灾疏散救援研究

为确定隧道防灾疏散设计原则与防灾救援设计参数,以崇太长江隧道为背景,通过火灾工况下列车停靠位置进行分析,明确隧道防灾疏散原则,结合土建工程,提出3种防灾疏散方案：方案一,2号竖井作为紧急出口;方案二,2号与3号竖井作为紧急出口;方案三,1号、2号与3号竖井均作为紧急出口。采用疏散仿真模拟,以疏散时间作为对比指标进行对比评价,确定疏散口最优间距、合理疏散方案、避难所布设参数及救援方案。研究结果表明,当火灾列车在残余动力运行下不发生在隧道内停靠的情况时,防灾疏散救援仅针对列车故障工况;随疏散口间距增大,安全疏散时间与拥堵时间呈增长趋势,最优间距值为75 m,可避免人员拥堵;洞身紧急出口数量增加,可有效降低疏散控制时间,应结合土建工程,通过投资效果分析,确定推荐疏散方案;为确保疏散过程中的安全,利用轨下空间设置避难所作为待避空间,避难所参数为330 m×4.0 m×2.5 m(长×宽×高);隧道采用定点救援方式,疏散人员应按照就近原则选择避难所待避,并根据待避情况进行轨面救援。     

盾构隧道注浆抬升对隧道结构内力的影响分析

采用注浆抬升技术治理盾构隧道不均匀沉降时,注浆产生的附加应力会增加管片内力,对隧道的长期服役性能造成影响。以宁波地铁某区间盾构隧道不均匀沉降治理工程为背景,通过对比现场实测数据与有限元模拟的结果,验证了有限元计算的可靠性,并在此基础上分析了有无内部支撑体系、不同注浆范围及注浆顺序情况下隧道结构内力的变化。分析模拟结果发现,内部支撑体系可有效减小隧道结构变形及附加内力;采用由近及远、先中部后两侧的注浆顺序,并尽可能扩大横向注浆范围的情况下,隧道产生的附加内力较小。     

国内大直径盾构隧道的设计技术进展

自上世纪90年代以来,我国大直径盾构隧道的建设得到较大的发展,特别是近期建设的武汉、南京和上海越长江隧道以及广深港客运专线狮子洋隧道,无论是在工程建设规模还是建设难度方面,均堪称世界级工程,也代表了当前国内盾构隧道的设计水平。对目前国内几座有代表性的大直径盾构隧道的概况进行介绍,对设计技术的进步进行总结。     

盾构拼装管片通过矿山法隧道段的施工工艺

结合深圳地铁龙岗线石购区间左线190m隧道为例,对盾构拼装管片通过矿山法隧道段的施工工艺的特点、原理及施工方法进行了总结,并针对本施工工艺的重点与难点进行简要分析与说明。     

大直径泥水盾构隧道管片结构力学特性研究

以扬州瘦西湖隧道为例,介绍了盾构隧道穿越地层的工程地质与水文地质条件、典型断面管片布置形式,以及管片结构受力监测方案。共设计了4个监测断面,对管片的力学特性进行监测。通过实测结果分析和数值模拟分析,得出的主要结论是:柔性土压力计和光栅传感器能够较好地应用于管片的现场监测工作,可以得到较为全面准确的隧道衬砌结构荷载和内力在施工期的分布;衬砌结构荷载总体随时间呈先减低后趋于平稳的规律,施工期的注浆作用会使衬砌结构荷载大于稳定后的结构荷载,同时注浆压力控制不当会导致结构荷载的分布不均匀(在设计时应重点关注);注浆阶段(同步注浆到注浆效应消散),衬砌结构内力处于波动状态,与各同步注浆孔压力分布不均有关,稳定后的结构轴力大致为注浆作用下最大值的60%~65%,注浆作用对结构轴力影响较大。     

下沉式地道下穿高铁施工技术研究

国内城际高铁已在多个城市间开通,运行速度高达300 km/h,然而城市建设规划中不可避免地会遇到市政道路横穿高铁线路的情况。目前国内高铁线路的下穿工程实例较少,本文主要介绍了天津市航新路下穿津秦客专、京津城际延伸线工程的设计、施工技术,为此类工程提供可供借鉴的工程经验。     

盾构下穿车站铁路轨道群施工技术

以沈阳市地铁一号线云沈区间土压平衡盾构下穿铁路轨道群工程为例,对施工中采取的技术措施进行了论述,着重介绍了盾构机掘进控制措施和地表沉降控制措施,可为类似工程的施工提供经验。     

地铁盾构隧道在岩层中下穿高速铁路桥梁时的施工参数研究

以南京地铁6号线下穿高速铁路桥梁为背景,对深埋地铁盾构隧道于岩层中近距离下穿高速铁路桥梁时的施工参数进行了研究。通过对现场施工参数及桥梁变形和地表变形的分析,认为在此种工况下本文涉及到的施工参数值的确定是合理的,可为类似条件下盾构隧道的施工提供参考。     

桩板梁结构施工对地铁盾构影响的动态监测与控制

介绍了沪杭高铁上跨上海地铁九号线盾构的监测设计原则和内容.通过施工前合理地布设监测点,分析桩板梁结构施工过程中对既有地铁隧遗产生的影响,确定了动态监测方案,施工过程中实施动态控制技术.并对动态监测的结果进行分析,及时有效地采动态控制措施,确保了地铁的运营安全.     

土压平衡式盾构机切削穿越建筑物桩群施工技术

结合上海轨道交通7号线陆翔路站～潘广路站区间隧道工程施工实践,详细介绍了土压平衡式盾构机切削穿越建筑物桩群施工技术,并对其质量控制措施进行了系统总结,对同类型施工有借鉴作用。     

厦门越海隧道盾构施工若干技术难题及对策

针对厦门2号线越海段盾构施工过程中出现掘进参数异常、刀具磨损严重及异常失效、堵管等工程难题,通过地质补勘,发现局部存在极硬而多裂隙的破碎带复杂地层。基于此,对越海隧道盾构施工技术进行探讨研究,创造性地提出了海上注浆加固技术,并对刀盘上的滚刀结构进行重新设计。后续施工过程刀盘推力恢复至21 000~22 000 kN之间,掘进速度维持在2~4 mm/min,达到正常掘进水平,同时降低了刀具的异常磨损和消耗。有效解决了盾构海底穿越破碎带复杂地层的难题,使得盾构顺利掘进,可为后续类似盾构越海施工提供指导。     

不同隔离措施在阻隔盾构施工引起地层变形试验研究

以京张高铁清华园大直径泥水盾构隧道工程为背景,重点探究盾构掘进过程中竖向隔离措施对于地层变形传播的阻隔特征。实测3种竖向隔离结构包括钻孔灌注桩、复合锚杆桩及门型墩的位移及其影响下的地层变形,同时提出衡量隔离措施对地层变形阻隔程度的判别指标,依据此指标发现,门型墩的隔离效果最优、钻孔灌注桩的隔离效果次之、复合锚杆桩的隔离效果最差,但三者的隔离效果的差别并不很明显。同时采用数值方法对隔离措施的隔离效应进行模拟,得出同样类似的结论。本文的研究可以为类似工程中隔离措施的选择提供借鉴,考虑到经济的适用性要求,一般采用复合锚杆桩足以阻隔变形。     

盾构穿越铁路箱涵施工技术

盾构在富水砂层中近距离穿越铁路箱涵,不仅仅涉及盾构施工本身的安全与质量问题,更需确保铁路箱涵的沉降在要求范围内,保证铁路列车行车安全。以南昌地铁土建六标穿越京九铁路箱涵为背景,从设备选用与改进、施工辅助措施、掘进参数选择与控制等方面论述了施工过程中采取的相应对策与技术措施,为类似工程的施工提供参考。