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基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站关键工况控制措施研究

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岩石力学与工程学报 2015年第9期34卷 1869-1876页

作者：李兆平汪挺郑昊北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京市政建设集团有限责任公司北京100055

北京地铁14号线将台站基于大直径单洞双线盾构隧道采用PBA工法扩挖形成。以地铁将台站作为工程背景,根据实际施工工序,分析了PBA工法扩挖大直径盾构隧道建造地铁车站的关键工况。利用"地层–结构"相互作用有限元法,研究盾构隧道两侧中... 详细信息

北京地铁14号线将台站基于大直径单洞双线盾构隧道采用PBA工法扩挖形成。以地铁将台站作为工程背景,根据实际施工工序,分析了PBA工法扩挖大直径盾构隧道建造地铁车站的关键工况。利用"地层–结构"相互作用有限元法,研究盾构隧道两侧中洞非对称开挖和两侧K管片非对称拆除的关键工况施工力学机制。计算结果表明:由于两侧中洞的非对称开挖扣拱及两侧K管片的非对称拆除,导致中洞初期支护、管片以及中隔墙的应力分布呈现非对称状态;管片环的最大主应力由压应力变为拉应力;中洞拱部初期支护最大主应力出现在一侧的K管片拆除后;在中洞开挖阶段,中隔墙最大主应力出现在一侧中洞开挖后;在K管片拆除阶段,当一侧的K管片拆除后,中隔墙承受偏压,两侧的K管片均拆除后,中隔墙的偏压现象消失,此时中隔墙主应力最大。表明在两侧中洞非对称开挖和两侧K管片非对称拆除工况下,中隔墙承受明显的偏压。根据数值模拟结果和管片拆除试验段的中隔墙应变监测结果,针对中洞支护参数、中洞开挖方法、K管片拆除方法等设计方案进行了优化,以确保车站扩挖施工安全和车站结构安全。

关键词：隧道工程大直径盾构隧道地铁车站 PBA工法扩挖关键工况控制措施

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复杂外部条件下地铁车站结构方案探讨

北京交通大学学报 2018年第4期42卷 1-8页

作者：李兆平北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

日益复杂的地铁建设外部条件使得常规的地铁车站结构型式在工程应用中遇到挑战,结合近年来参与的地铁车站结构方案设计研究成果,介绍了复杂外部条件下的地铁车站结构方案及工程应用.主要包括:基于双线盾构隧道扩挖建造的地铁车站、基于... 详细信息

日益复杂的地铁建设外部条件使得常规的地铁车站结构型式在工程应用中遇到挑战,结合近年来参与的地铁车站结构方案设计研究成果,介绍了复杂外部条件下的地铁车站结构方案及工程应用.主要包括:基于双线盾构隧道扩挖建造的地铁车站、基于大直径盾构隧道扩挖建造的地铁车站、穿越桥区分离式车站、穿越铁路站场和城市重要交通干道道口的组合式车站,以及预制装配式车站.适用于存在车站与区间隧道协调困难、车站赋存的外部条件复杂等问题的地铁车站结构型式设计中.

关键词：地铁车站结构型式复杂外部条件基于盾构隧道扩挖分离式地铁车站组合结构地铁车站装配式地铁车站

北京地铁工程邻近桥桩施工风险评估及控制对策探讨

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岩土力学 2008年第7期29卷 1837-1842页

作者：李兆平汪挺项彦勇张弥北京交通大学土木工程学院北京100044 北京市政建设集团有限责任公司北京100045

探讨了北京地铁工程邻近桥梁施工风险等级划分应考虑的因素和风险等级划分方法,建议以桥基与地铁工程开挖影响破裂面的位置关系和桥基与地铁工程的水平距离作为主要依据,确定桥梁邻近等级。在此基础上,综合考虑桥梁现状质量,确定邻近桥... 详细信息

探讨了北京地铁工程邻近桥梁施工风险等级划分应考虑的因素和风险等级划分方法,建议以桥基与地铁工程开挖影响破裂面的位置关系和桥基与地铁工程的水平距离作为主要依据,确定桥梁邻近等级。在此基础上,综合考虑桥梁现状质量,确定邻近桥梁的施工风险等级,并对不同的风险等级给出了相应的邻近桥梁基础加固保护对策,从而形成了对邻近桥梁的控制与保护技术程序,最后通过一个工程实例介绍了对邻近桥桩的评估及处理。

关键词：地铁工程邻近桥桩邻近等级风险等级施工对策

基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站的结构方案及其关键节点受力和变形

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中国铁道科学 2021年第2期42卷 66-76页

作者：许学昭李兆平王凯何华飞北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

针对北京地铁14号线将台车站结构方案存在的不足,提出1种基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站的塔柱式结构方案,并建立三维非连续接触模型,研究塔柱式结构关键节点的受力和变形。结果表明:盾构隧道和车站2边主体结构的施工,对管片纵缝的张... 详细信息

针对北京地铁14号线将台车站结构方案存在的不足,提出1种基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站的塔柱式结构方案,并建立三维非连续接触模型,研究塔柱式结构关键节点的受力和变形。结果表明:盾构隧道和车站2边主体结构的施工,对管片纵缝的张开和错台影响显著,但对管片环间错台影响不明显;横通道施工对管片纵缝的张开和错台影响较小,开口环管片的环间错台不明显,但塔柱环和开口环管片的环间错台急剧增加,最大错台量为2.73 mm;管片接头压应力在扩挖施工阶段均明显增大,尤其在横通道施工阶段,由于部分管片的拆除,塔柱环管片的拱腰处节点压应力剧增,最大值为19.31 MPa;管片和现浇混凝土连接节点的张开和错台均不明显,此类节点压应力小于塔柱环管片相同位置节点的压应力;管片接缝面的剪轴比均大于摩擦系数0.5,但管片接头斜直螺栓的轴向拉力均小于其所能承受的最大抗拉荷载,满足抗拉强度要求。

关键词：扩挖地铁车站大直径盾构隧道车站结构关键节点受力与变形

采用矿山法构筑区间盾构隧道渡线段的方案探讨

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岩土力学 2007年第6期28卷 1156-1160页

作者：李兆平刘军李名淦北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京市市政工程研究院北京100037

针对北京地区地质条件,提出了在区间盾构隧道之间采用矿山法构筑渡线隧道的方案,即先在最大开挖断面处拆除管片,沿横向扩挖出一条施工通道;然后在施工横通道侧壁开口,从大断面向小断面进行渡线隧道的断面渐变段、双联拱段和分离单洞的施... 详细信息

针对北京地区地质条件,提出了在区间盾构隧道之间采用矿山法构筑渡线隧道的方案,即先在最大开挖断面处拆除管片,沿横向扩挖出一条施工通道;然后在施工横通道侧壁开口,从大断面向小断面进行渡线隧道的断面渐变段、双联拱段和分离单洞的施工,从而在两条区间盾构隧道之间采用矿山法完成渡线隧道的施工;最后,应用FLAC数值计算软件,探讨了管片拆除及隧道断面扩挖引起的地表沉降和塑性区分布范围。研究结果表明,针对北京地区的地质条件,提出的在区间盾构隧道之间采用矿山法构筑渡线隧道的方案具有工程适用性。

关键词：盾构隧道渡线隧道矿山法施工方案数值模拟

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南京地铁车站下穿既有铁路站场施工技术研究

岩石力学与工程学报 2005年第6期24卷 1061-1066页

作者：李兆平李铭凯黄庆华北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 南京铁道职业技术学院江苏南京210015 中铁第19工程局南京地铁公司江苏南京210037

南京地铁一号线南京地铁车站是国内首次在既有铁路站场下采用矿山法施工的地铁车站,受地表铁路站场制约,南京地铁车站分为南、北 2 个明挖区和中间部分的过站区。过站区采用双线隧道型式,隧道跨度大,埋深浅,线间距小。工程最大难点在于... 详细信息

南京地铁一号线南京地铁车站是国内首次在既有铁路站场下采用矿山法施工的地铁车站,受地表铁路站场制约,南京地铁车站分为南、北 2 个明挖区和中间部分的过站区。过站区采用双线隧道型式,隧道跨度大,埋深浅,线间距小。工程最大难点在于隧道下穿既有铁路站场的施工期间不能影响地表铁路站场的正常运营,因此施工难度和风险极大。阐述了地铁车站隧道施工前对上方既有铁路线路所采用的加固措施、加固方案安全性评价以及过站区隧道施工方法。

关键词：隧道工程铁路线路加固矿山法施工技术

地铁南京站下穿南京铁路站场施工过程的三维数值模拟及工程应用

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北京交通大学学报 2007年第1期31卷 55-58,F0003页

作者：李兆平马天文北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中铁第19工程局南京地铁公司江苏南京210037

受南京火车站铁路站场制约,南京地铁一号线南京站分为南北两个明挖区和铁路站场下方过站区.过站区为双线隧道,隧道跨度大、埋深浅、线间距小,采用矿山法施工难度和风险极大.为配合施工,采用FLAC三维数值分析软件,按实际的开挖顺序和施... 详细信息

受南京火车站铁路站场制约,南京地铁一号线南京站分为南北两个明挖区和铁路站场下方过站区.过站区为双线隧道,隧道跨度大、埋深浅、线间距小,采用矿山法施工难度和风险极大.为配合施工,采用FLAC三维数值分析软件,按实际的开挖顺序和施工工艺,对过站区开挖过程进行了模拟.得出过站区隧道施工引起的地层沉降和塑性区分布,数值计算结果表明过站区施工方案是合理可行的,计算结论为地层加固范围提供了依据,对过站区隧道施工有指导作用.施工实践也证明了依据数值计算结果所采取的施工辅助措施对确保地表线路安全和隧道施工安全效果明显.

关键词：大断面隧道下穿铁路站场矿山法三维数值模拟

基于大直径盾构建造地铁工程的方案及工程应用研究

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现代隧道技术 2015年第6期52卷 7-13页

作者：李兆平颜莓汪挺郑昊北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 天津市市政工程设计研究院天津300051 北京市政建设集团有限责任公司北京100045

随着地铁工程外部环境及工程自身赋存环境的日趋复杂,常规的地铁施工方案实施难度及风险很大。文章依托北京地铁14号线工程实例,提出了基于大直径盾构建造地铁工程的方案,即:区间隧道采用大直径盾构(直径为10.2 m)连续掘进,一次贯通地... 详细信息

随着地铁工程外部环境及工程自身赋存环境的日趋复杂,常规的地铁施工方案实施难度及风险很大。文章依托北京地铁14号线工程实例,提出了基于大直径盾构建造地铁工程的方案,即:区间隧道采用大直径盾构(直径为10.2 m)连续掘进,一次贯通地铁区间和车站,形成单洞双线隧道;车站依托单洞双线隧道扩挖形成。并详细讨论了大直径盾构隧道结构形式、隧道掘进方案、基于盾构隧道扩挖车站方案、关键节点设计、车站扩挖施工关键技术。工程实践表明,在施工过程中结构自身风险及周边环境风险均得到有效控制。采用大直径盾构建造地铁单洞双线区间隧道并在盾构隧道基础上扩挖形成车站是解决复杂环境下地铁建设的一种新思路,可以有效地解决盾构区间施工与车站施工的矛盾。

关键词：区间隧道地铁车站大直径盾构单洞双线隧道扩挖

邻近桥桩暗挖地铁车站施工方案及桥桩保护措施研究

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岩石力学与工程学报 2008年第S1期27卷 3132-3139页

作者：李兆平朱元生北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中铁19局集团有限公司辽宁辽阳111000

北京地铁十号线呼家楼站邻近京广桥,受桥桩位置制约,车站主体结构采用分离结构型式,原设计施工方案为CRD法,由于车站主体结构沿走向邻近桥桩(距桥桩最近距离仅为2.16m),施工风险大,因此所选施工方案必须能够确保邻近桥桩的安全。通过工... 详细信息

北京地铁十号线呼家楼站邻近京广桥,受桥桩位置制约,车站主体结构采用分离结构型式,原设计施工方案为CRD法,由于车站主体结构沿走向邻近桥桩(距桥桩最近距离仅为2.16m),施工风险大,因此所选施工方案必须能够确保邻近桥桩的安全。通过工程类比和有限元数值分析,选择对邻近桥桩保护最为有利的洞桩法(PBA)方案。根据邻近桥桩与地铁空间位置关系,将邻近桥桩划分不同的风险等级,采取相应的控制措施。在车站施工期间对桥桩变形和地表沉降进行跟踪监测。监测结果表明:车站主体结构的施工方案合理,对邻近桥桩的保护措施有效,能够确保邻近桥桩和地铁车站施工的安全。

关键词：隧道工程地铁车站施工方法邻近桥桩加固