复杂环境下浅埋大跨地铁渡线隧道施工地层沉降控制方法研究

以北京地铁4号线白石桥至学院南路区间渡线隧道作为工程背景,阐述在复杂环境下浅埋大跨隧道施工的地层沉降控制方法。该隧道具有"隧道跨度大(最大跨度22.1 m),埋深浅,断面类型多、结构复杂"等特点,隧道上方有雨水管等市政管线,地层沉降控制难度极大。首先介绍了渡线隧道总体施工顺序安排、超前加固方案和各断面施工方法,并利用FLAC3D三维数值模拟程序,对最大断面开挖支护过程进行了模拟计算,研究了地表沉降规律和塑性区分布情况,用于指导施工。在施工期间对地表沉降进行监测,其结果表明:渡线隧道施工方法是合理的,地表沉降在控制范围内,确保了隧道周边环境的安全。     

基于正交试验、组合赋权-灰色关联度法研究隧道施工最优方案

为保证浅埋暗挖大断面隧道施工稳定性,提出正交试验、组合赋权-灰色关联度法研究隧道施工最优方案,确保隧道顺利竣工。依托北京地铁17号线天通苑站出入段线大断面浅埋暗挖渐变隧道工程,首先根据影响隧道施工稳定性的因素,构建L16（5×4）正交表进行正交试验,建立三维模型,然后采用组合赋权-灰色关联度法对试验数据进行处理,关联度越高说明隧道稳定性越好,通过各水平平均关联度选择最优方案,将最优方案运用于天通苑站浅埋暗挖隧道。研究结果表明:最优方案的各项数据均比原始方案小,而且施工现场地面未出现明显裂缝,隧道稳定性较好,说明组合赋权-灰色关联度法在实际工程中有较高的实用性,对于类似复杂隧道工程也有借鉴意义。     

倒挂井壁法在联络通道施工中的应用

地铁联络通道施工多在隧道洞通后采用暗挖和冷冻法施工,北京地铁7号线东延高楼金站～施园站区间(高施区间)受盾构始发端加站变更影响,工期严重滞后。区间联络通道采用冷冻法施工已无法保证通车目标,经四方会议进行多方案比选后,选择了可以先期施工的明挖倒挂井壁法施工。倒挂井壁法施工可在区间盾构未开始施工前施工,提前完成联络通道结构主体,相比原方案(冻结法),倒挂井壁法施工改变了联络通道施工顺序,变控制节点工作为非关键工作,并且节省了施工成本,有效解决了地铁区间联络通道节点滞后、施工工艺后置的施工难题。本施工方法丰富了地铁联络通道施工方法,可供今后类似工程参考和借鉴。     

高风险城市环境地铁小净距隧道近接隧道群施工方案优选

为优选高风险城市环境中小净距隧道近接施工方案,依托北京地铁19号线新草区间新建小净距隧道近接隧道群工程,利用有限差分软件FLAC3D,对工程采取管棚管幕预加固措施和改变施工顺序2种施工方案,并对2种方案下的位移控制效果进行研究.研究结果表明:采用管棚管幕预加固措施,并以东侧隧道完工后西侧隧道开挖的顺序施工,可有效控制位...     

地铁隧道开挖安全关键位置分析及预测研究

为明确隧道开挖时易于引发安全事故的关键位置并预测地层变形趋势,以保证隧道施工和周围构(建)筑物的安全,采用Ansys通用有限元软件对北京地铁7号线广双区间隧道开挖过程进行了数值模拟分析,并结合实际监测结果对隧道开挖过程中地层变形和应力重分布的变化规律和安全关键位置进行了总结;通过对随机介质理论方法的优化研究,推导出简单可行的优化计算公式。结果表明,隧道开挖中拱顶、拱腰和拱脚位置为变形较大和应力分布集中的关键安全位置,优化后的随机介质法计算公式用于地表沉降的安全预测分析是可靠的。     

隧道施工安全管理

１、引言 随着国家拉动、加大国内内需的经济方针政策的实施,国家基础建设快速发展,规模不断扩大。国家基础建设的重要组成部分是铁路、公路。因此,近些年来,全国各地铁路、高速公路、城市高等级公路等建设掀起高潮。 隧道施工是铁路、高速公路、城市高等级公路建设施工中重要的一个环节,并且是危险性较大的一个施工环节。因此,搞好隧道施工安全管理是搞好铁路、公路建设施工安全工作的关键。 我国目前在大断面隧道施工中所采用的工艺技术主要是钻眼爆破施工法,本文根据这一工艺技术对隧道施工的安全管理提出一些粗浅的认识。 ２、隧…     

中国安全生产科学研究院在城市轨道交通安全方面取得一系列成果

近年来，中国安全生产科学研究院在城市轨道交通安全方面进行了大量研究，在轨道交通深埋站点火灾安全模型实验与数值模拟研究、区域地下集运系统区间防排烟设计研究、地铁突发事件下人员疏散研究、地铁安全评价等方面完成了十余项研究项目，部分成果已在广州、深圳和南京等城市的地铁中得到应用，提高了这些工程项目的安全可靠性，取得较好的社会和经济效益。主要研究领域有：城市复杂条件下浅埋暗挖大垮度地铁隧道施工引起的地表沉降和地层变形规律；地层位移与变形安全性评价模型和分析技术；开挖施工引起的地层位移与建筑物的相互作用的基础模型；     

地铁盾构施工风险评估与风险规避研究

深圳地铁二号线2202标段包括科苑站—红树湾站—世界之窗站,大部分采用盾构法施工。盾构隧道处于砂质粘性土地层填海地层,下穿4栋高尔夫别墅,存在基岩隆起、孤石和易出现施工扰动等情况。对2202标盾构施工进行安全评估,指出盾构机选型、盾构机进出洞及盾构施工过程中的风险源,如始发方向失控、盾尾卡死、洞口土体坍塌、地面建筑物出现不均匀沉降等,进而强调在施工过程中要正确辨识风险源,并根据地质、水文和周围环境条件研究采取适当的规避风险措施。     

关口垭隧道塌方治理技术

关口垭隧道是位于桃源县境内的常德—张家界高速公路中两座独立隧道,左洞全长880m,右洞全长700m。采用逆向坡度施工(由出口向进口),当关口垭隧道右洞施工到YK73+945～YK73+925段时,连降暴雨10多天,洞内大量积水排除不及时,使得初期支护不及时,该段埋深浅又存在偏压作用,导致该区段30m左右范围内比较破碎地层出现塌方并贯通至地表。分析塌方原因后,结合工程具体情况,决定采用超前小导管预注浆方法治理塌方区,实践证明该法既经济又安全,为隧道塌方治理提供了一种安全可行的实用方法。     

软土地层地铁盾构施工风险可拓评估方法研究

为了综合评价软土地层地铁盾构施工风险,结合软土地层土质特点,选取地质复杂情况、地下水状况、最小覆土厚度、最小曲率半径、掘进长度、与临近周边环境距离和施工管理水平7个风险影响因素作为评价指标,采用简单关联函数法计算得到各评价指标的权重,避免了主观因素的干扰,运用可拓学理论建立了风险可拓评估模型,并将该模型应用于宁波轨道交通工程2号线栎社机场站-栎社新村站盾构区间的风险评估,得到该区间盾构施工风险等级为中度风险,评估结果较好地反映了工程的实际情况。     

某轨道交通盾构穿越府河施工安全控制研究

以武汉市轨道交通机场线盘龙城站—宏图大道站盾构区间下穿府河盾构施工过程为例,结合工程实际情况,从强化施工准备工作、严格控制掘进参数、进行洞内二次注浆、河堤注浆等方面对盾构施工过程进行安全控制,并加强施工监测来保证盾构安全、连续、快速均衡通过,对今后市内过河的土压盾构施工具有一定的指导意义。     

地铁施工盾构机开仓气体安全检测分析

盾构法隧道施工在我国城市地铁建设中得到了广泛应用,也是高技术、高风险的施工工法。由于受通过地层地质条件及刀具耐磨情况的影响,盾构机需要不定期地进仓进行检查或换刀作业,仓内存在的易燃易爆气体有害气体直接影响作业人员安全,可能窒息和一氧化碳中毒等安全事故发生。结合华南某城市地铁隧道盾构施工的实际情况,应用数值统计分析方法,对仓内甲烷、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氧气、硫化氢、氨气、氮氧化物等八种气体检测结果进行统计,根据统计结果,初步分析了地铁工程隧道盾构法施工盾构机仓内的气体浓度情况及其危害存在的可能性,论述作业人员进仓施工可能遇到的安全风险,提出预防窒息和一氧化碳中毒事故发生的安全防范措施,为地铁隧道盾构法现场管理及施工安全提供参考。     

浅埋隧道下穿超近距密集管线施工变形时空特性研究*

为分析浅埋隧道下穿密集管线施工地层与管线群变形时空特性,基于南昌地铁三号线邓埠站1号出入口暗挖隧道工程,利用理论分析、数值分析结合现场监测的方法进行研究。研究结果表明:隧道上方密集管线中位于前方的管线先承担开挖释放的部分土体应力,使其后方管线的变形大幅减小,平均减幅达23%;地层变形始终朝向掌子面,在掌子面到达时水平位移最大;因管线-土体共同作用,土体释放部分应力转移到地下管线,使地层沉降减小24%~38%,沉降槽宽度扩大40%;施工期间建议对污水管变形重点监测,在管线平均变形速率急速增大时,需提高监测频率。研究结果可为该地区相似工程施工提供参考。     

信息与动态

中国安全生产科学研究院在城市轨道交通安全方面取得一系列成果近年来,中国安全生产科学研究院在城市轨道交通安全方面进行了大量研究,在轨道交通深埋站点火灾安全模型实验与数值模拟研究、区域地下集运系统区间防排烟设计研究、地铁突发事件下人员疏散研究、地铁安全评价等方面完成了十余项研究项目,部分成果已在广州、深圳和南京等城市的地铁中得到应用,提高了这些工程项目的安全可靠性,取得较好的社会和经济效益。主要研究领域有:城市复杂条件下浅埋暗挖大垮度地铁隧道施工引起的地表沉降和地层变形规律;地层位移与变形安全性评价模型和…     

北京地铁综合防灾应急新措施

近年来，同内外地铁事故发生频繁，这给我国的地铁安全敲响了警钟，我国地铁的灾难预防措施也在逐步完善，并先后出台了相关规范及预案。例如：《地铁设计规范》、《国家突发公共事件总体应急预案》、《国家处置城市地铁事故灾难应急预案》等。为了确保在2008年奥运会期间地铁的安全运行。北京地铁公司投资几十亿元对各线地铁作大规模的全面更新改造，北京地铁1号线、2号线消隐工程的重要改造项目之一是为地铁2号线购置新型车辆。     

安全施工 突破“地质博物馆”

<正>成昆铁路峨眉至米易段扩能工程地形地质条件复杂,现场安全管控难度大。中铁二局成昆铁路项目经理部通过一系列安全管理措施和信息化系统应用,安全优质地完成了施工任务。成昆铁路峨眉至米易段扩能工程,自成昆线峨眉站向南,经沙湾、峨边、金口河、甘洛、越西、喜德、西昌、德昌接轨米易站。为国铁Ⅰ级、双线电气化铁路,设计时速160 km/h,全长386.3 km,其中路基90.082 km,桥梁140座/84.875 km,隧道52座/211.377 km,站房18座,     

内嵌式预埋槽道在盾构隧道中安装及应用研究

传统地铁盾构隧道内管片上安装动力电、照明、通讯(BAS、FAS)、消防、排水及疏散平台的固定支架采用植筋、化学锚栓及膨胀螺栓与预制管片连接固定,存在安装时对管片结构损伤大、效率低、施工环境恶劣、风险高、耐久性差及维修保养困难等一系列问题。为验证预埋槽道力学性能及后期使用过程中各种优点,以北京地铁7号线东延工程某盾构区间预制管片内嵌式槽道安装及预埋槽道应用各环节为背景,通过对1 km隧道预埋槽道上安装各种支架的进度、成本及作业环境等进行统计,得出槽道上安装各种支架的时间为胀栓(植筋)安装的50%,综合成本(含预制槽道)的145%,安装支架环境、安全及耐久性大幅提升,此法固定设备支架方式可为其他地铁(综合管廊)盾构、矿山隧道工程提供参考和借鉴。     

软弱围岩隧道洞口浅埋段变形特征及控制措施研究*

为解决洞口浅埋段软弱围岩隧道大变形控制难、施工风险高的问题。依托在建隧道工程，对洞口浅埋段初支变形及破坏特征进行分析，提出适合该隧道的变形控制措施。结果表明:洞口浅埋段围岩松散破碎受开挖扰动和地表水影响显著，隧道破坏形式多样，围岩纵向变形不规律，随埋深增大，局部渗水严重段存在拱腰挤出现象；开挖初期围岩变形速率高，最高达到86.8 mm/d，累计变形量大，其中上、中台阶围岩变形量占比为80%~90%，变形主要分为“加速增长—缓慢增长—再次增长—趋于稳定”4个变化阶段，再增长阶段持续时间较短，约6~10 d。根据围岩预留变形量建立各施工阶段的变形控制基准及超限应对处置措施，并提出工法优化，通过数值模拟验证该优化工法有利于支护结构及时封闭，可控制前期围岩变形，保证施工安全和进度。     

大跨度公路隧道洞口段爆破对高边坡安全影响研究

为研究大断面公路隧道洞口段爆破开挖对边坡稳定性的影响，以某公路隧道洞口段工程为研究背景，基于Abaqus有限元软件，建立隧道—边坡三维数值计算模型，研究隧道洞口段爆破开挖对两侧高边坡安全性的影响，并分析砂浆锚杆对边坡的加固效果。结果表明:隧道洞口段爆破开挖施工时边坡坡脚处围岩振速最大，爆破对边坡水平振速影响较竖向振速及轴向振速更为显著，爆破时应控制坡脚及坡肩的水平振速；边坡坡面最大振速出现在洞口边坡坡面与仰坡坡面交线位置，边坡坡面与仰坡坡面交线上顶点为坡肩振速最危险的特征点，下端点为坡面振速最危险的特征点；增加锚杆长度对边坡水平位移的控制效果较竖向位移更为显著，锚杆长度宜取14 m。研究结果可为类似工程提供理论借鉴。     

西安地铁车站深基坑变形规律FLAC模拟研究

开展西安地铁深基坑变形规律理论与监测的研究对指导西北地区深基坑信息化施工具有重要价值。本文以西安地铁2号线某车站深基坑工程为背景,完成了车站深基坑施工监测方案设计,对深基坑施工过程进行了FLAC计算模拟,重点研究了桩体变形、钢支撑轴力、基坑周边地表变形规律。结果表明,复杂环境下城市地铁车站站深基坑明挖施工时,现场监测是信息化安全施工的保证,采用钻孔灌注桩和钢支撑的复合围护方案作为车站深基坑的围护结构是合理的,土方分层开挖方式和钢支撑预应力施加是减少空间效应保证安全施工的重要措施。桩身水平位移特别是桩顶水平位移是围护结构变形特性的直接反映,围护桩变形最大的地方为基坑中部到三分之二基坑深度处。基坑围护结构附近的地面隆起量明显小于基坑中部的隆起量,随着开挖深度增大,隆起量逐渐由基坑中部最大转变为两边大中间小的型式。