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地铁盾构长距离下穿对既有铁路框架桥影响的数值与实测分析

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铁道科学与工程学报 2022年第1期19卷 208-218页

作者：刘维正孙康戴晓亚艾国平雷涛中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 中交一公局集团有限公司北京100024

地铁盾构近接施工产生的地层扰动与变形会对既有敏感构筑物使用安全造成威胁。为分析盾构下穿施工对既有铁路建构筑物变形的影响,以长沙地铁6号线盾构长距离下穿京广铁路客货运框架桥为工程背景,建立盾构下穿施工的三维数值模型。研究... 详细信息

地铁盾构近接施工产生的地层扰动与变形会对既有敏感构筑物使用安全造成威胁。为分析盾构下穿施工对既有铁路建构筑物变形的影响,以长沙地铁6号线盾构长距离下穿京广铁路客货运框架桥为工程背景,建立盾构下穿施工的三维数值模型。研究不同注浆压力、土仓压力及地层加固情况下框架桥和轨道的变形受力特性,并结合现场实测数据分析盾构掘进参数的变化特征及既有结构的变形规律。模拟结果表明:盾构左线先行施工对框架桥和轨道变形的影响大于右线;注浆压力和土仓压力的提高,以及地层加固措施的采取,能有效控制框架桥和轨道的沉降变形;轨道结构变形随注浆压力和土仓压力的提高而减小,分别达到0.30 MPa和0.16 MPa后继续提升时对沉降控制效果逐渐减弱。实测数据表明:右线盾构掘进参数相比左线较小且更稳定,总推力和刀盘扭矩控制在13000 kN和3500 kN·m以下可确保安全快速掘进;框架桥和轨道变形随盾构掘进变化明显,下穿前变形较小,下穿时变形开始增大,下穿后变形逐渐稳定;框架桥整体变形在-1.75~1.37 mm之间,轨道变形在-3~2 mm之间,轨道高低偏差和变形速率均小于控制标准。在施工过程中应重点关注先行隧道的施工影响,并严格控制盾构掘进参数,合理选择地层加固措施,以保证既有铁路构筑物的运营安全,研究结果可为今后类似下穿工程设计与施工提供参考。

关键词：盾构隧道长距离下穿铁路框架桥数值模拟实测分析

盾构隧道下穿铁路框架桥施工变形规律及控制措施

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公路 2022年第3期67卷 373-377页

作者：王继峰剌宝成孟祥丰杨箭亮中交二公局铁路工程有限公司西安市710065

隧道下穿既有建(构)筑物施工是城市地铁建设发展必然面临的重要问题。针对哈尔滨轨道交通3号线二期工程盾构隧道下穿框架铁路桥工程背景,建立了预测隧道、铁路框架桥结构变形及地表沉降响应规律的有限元数值分析方法。数值计算与现场监... 详细信息

隧道下穿既有建(构)筑物施工是城市地铁建设发展必然面临的重要问题。针对哈尔滨轨道交通3号线二期工程盾构隧道下穿框架铁路桥工程背景,建立了预测隧道、铁路框架桥结构变形及地表沉降响应规律的有限元数值分析方法。数值计算与现场监测结果对比分析表明:铁路框架桥较大的整体刚度对抑制下穿区域整体沉降产生了积极作用,而两侧路基段过大的地表沉降是寒区地基土体冻融造成。基于此,引入克泥效工法,改进了传统盾尾同步及二次注浆工艺,有效控制了盾构隧道下穿施工对周围环境的变形影响。

关键词：地铁隧道铁路框架桥下穿施工沉降注浆工艺

双线盾构隧道斜穿铁路框架桥环境影响与风险评价研究

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双线盾构隧道斜穿铁路框架桥环境影响与风险评价研究

作者：肖宇锋湖南科技大学

学位级别：硕士

随着我国经济社会的不断发展,地表交通已经不能满足日益增加的社会需求,地下轨道交通发展呈现高速增长的趋势。盾构法施工是地铁隧道的重要施工方法。在施工过程中,不可避免地会扰动周围的土体,导致地层变形,影响邻近的道路、建筑物、... 详细信息

随着我国经济社会的不断发展,地表交通已经不能满足日益增加的社会需求,地下轨道交通发展呈现高速增长的趋势。盾构法施工是地铁隧道的重要施工方法。在施工过程中,不可避免地会扰动周围的土体,导致地层变形,影响邻近的道路、建筑物、桥梁等。本文以长沙市轨道交通3号线盾构双隧道斜穿京广铁路框架桥项目为研究背景,对盾构双线隧道斜穿框架桥环境影响及控制技术进行了研究,开展工作如下:(1)盾构施工过程中,通过在地表和框架桥上布置沉降监测点位,对地表沉降监测结果进行分析,总结了双盾线构开挖不同开挖阶段的地表变形规律;对框架桥沉降监测结果进行分析,探讨了盾构开挖不同阶段框架桥变形规律。(2)利用数值模拟有限元软件Midas GTS NX,选择合适的模型,基于研究区域的地层物理力学指标,进行了双线盾构斜穿铁路框架桥的数值模拟分析,并把获取的数值模拟计算结果与监测结果进行了对比分析。(3)基于Peck理论,依次对右线和左线盾构开挖引起的地表沉降进行预测,并将实测数据与数值模拟数据进行了对比,构建了双线盾构斜穿铁路框架桥的沉降预测模型,通过拟合验证了模型的可靠性;基于Winkler弹性地基梁理论,考虑盾构开挖全过程中各段框架桥沉降不均,建立了盾构开挖对上部既有框架桥影响的实用计算模型,给出了模型中各重要参数的取值方法,为类似工程中框架桥不均匀沉降预测提供了参考。(4)为保证盾构施工安全进行,分析各因素对盾构施工的影响,基于熵权法和云模型理论,建立了双线盾构隧道斜穿铁路框架桥施工安全风险评估模型,并对该项目进行了安全风险评价。通过研究可知,该盾构隧道斜穿铁路框架桥项目的总体风险为二级,属于可容许的,需要引起重视。该项目环境影响因素风险评估等级为三级,属于可接受风险,需要重点考虑,具体需要重点考虑框架桥不均匀沉降和地表沉降。

关键词：盾构隧道铁路框架桥斜穿地表沉降安全风险评价

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大型盾构隧道穿越铁路框架桥的影响分析

现代隧道技术 2013年第6期50卷 131-138页

作者：张迪周庆九卓旭阳姚捷中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 杭州城市建设前期办公室杭州310006

杭州环城北路隧道为双向4车道大型盾构隧道,施工中要下穿沪杭铁路三孔连续框架桥。文章对隧道施工中框架桥结构及铁路运行的安全性进行了评价,并提出了相应的安全控制措施。首先应用Peck公式预测了不同地层损失率下的铁路框架桥的沉降;... 详细信息

杭州环城北路隧道为双向4车道大型盾构隧道,施工中要下穿沪杭铁路三孔连续框架桥。文章对隧道施工中框架桥结构及铁路运行的安全性进行了评价,并提出了相应的安全控制措施。首先应用Peck公式预测了不同地层损失率下的铁路框架桥的沉降;其次采用ANSYS大型有限元软件,对铁路框架桥下土体不加固与加固两种工况下,盾构下穿掘进中造成的铁路框架桥的沉降及应力变化进行了分析。结果表明,铁路框架桥下土体加固后,可有效地减少盾构掘进造成的地层损失(在1%以内),框架桥的沉降及由此引起的附加应力满足安全要求,盾构施工对铁路框架桥运营的影响在安全范围内。

关键词：大型盾构隧道施工铁路框架桥地表沉降数值模拟

卵石流塑地层盾构下穿铁路框架桥加固技术与变形控制研究

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铁道标准设计 2018年第9期62卷 125-130页

作者：朱连臣王渭明王有旗张洪昌蔡文辉郑东平中铁二十五局集团有限公司广州510600 中铁二十五局集团第五工程有限公司山东青岛266000 山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛250101

针对卵石流塑地层盾构隧道下穿施工诱发地表及其地表建(构)物变形过大等问题,以长沙轨道交通3号线盾构隧道下穿京广铁路框架桥为背景,提出"袖阀管注浆加固"与"深层二次注浆"技术,并通过数值计算分析了盾构掘进过程对京广铁路框架桥的影... 详细信息

针对卵石流塑地层盾构隧道下穿施工诱发地表及其地表建(构)物变形过大等问题,以长沙轨道交通3号线盾构隧道下穿京广铁路框架桥为背景,提出"袖阀管注浆加固"与"深层二次注浆"技术,并通过数值计算分析了盾构掘进过程对京广铁路框架桥的影响,探讨地层加固前后盾构下穿地表变形情况以及铁路框架桥的稳定性。研究结果表明:未采取地层加固措施盾构下穿京广铁路框架桥围岩及地表变形较大,地表沉降量高达35.13 mm,组成框架桥的9个箱涵之间不均匀变形较大,最大沉降量发生在先行施工隧道上部,轨道变形最大值为6.18 mm,远大于规范要求,采取地层加固措施后,地表沉降得到有效控制,框架桥不均匀沉降相对于未加固工况,差异沉降减小约48.1%,保证了铁路运营安全。

关键词：卵石流塑地层盾构下穿铁路框架桥变形控制稳定性

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盾构下穿铁路框架桥中路面沉降变形规律分析

西安理工大学学报 2015年第1期31卷 78-82页

作者：郑明新吴勇黄文君欧阳林胡国平华东交通大学岩土与道桥工程研究所江西南昌330013

以南昌地铁1号线盾构下穿京九铁路框架桥工程实例为背景,通过对现场监测数据分析,得到了盾构单线隧道施工引起市政道路路面纵横沉降变形规律：盾构刀盘前10m以内和后20m以内为影响区域,其中刀盘前后10m为显著影响区,在纵断面上沿盾构中... 详细信息

以南昌地铁1号线盾构下穿京九铁路框架桥工程实例为背景,通过对现场监测数据分析,得到了盾构单线隧道施工引起市政道路路面纵横沉降变形规律：盾构刀盘前10m以内和后20m以内为影响区域,其中刀盘前后10m为显著影响区,在纵断面上沿盾构中心轴线左右两侧4∽8m为横向主要影响范围;在整个穿越过程中,盾构施工引起上部铁路框架桥竖向位移特征与公路路面沉降规律基本相似,其沉降量或隆起量均在控制范围内,表明在盾构穿越过程中土压力、注浆压力和注浆量三个影响地表沉降因素的取值是可行的。

关键词：盾构下穿铁路框架桥现场监测变形规律

铁路框架桥顶进施工中极易出现偏差的原因与控制——以唐山市陡河电厂专用线K461.7框架桥为例

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铁道工程企业管理 2011年第6期 41-42页

作者：牛上斌北京首铁科技工程公司

框架桥顶进过程中的偏差控制是下穿铁路施工工程中最常见的问题。要想通过控制桥身的标高和方向来达到预期的顶进效果,不但需要科学组织,还需严密细致的过程控制,对于顶进中出现的地质变化等突发事件还要准备好应对预案,只有这样,才能... 详细信息

框架桥顶进过程中的偏差控制是下穿铁路施工工程中最常见的问题。要想通过控制桥身的标高和方向来达到预期的顶进效果,不但需要科学组织,还需严密细致的过程控制,对于顶进中出现的地质变化等突发事件还要准备好应对预案,只有这样,才能保证桥上铁路畅通与桥下安全施工。

关键词：顶进施工铁路框架桥桥体专用线框架桥顶进唐山市电厂方向偏差偏差控制高程

地铁盾构隧道下穿运营铁路框架桥影响分析与施工对策研究

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中外公路 2021年第6期41卷 204-210页

作者：汲红旗宋中华刘维正孙康殷华斌中交一公局集团有限公司北京市100024 中南大学土木工程学院

为分析新建地铁盾构隧道下穿施工对既有铁路框架桥的影响,以长沙地铁6号线下穿京广铁路客运线框架桥为工程背景,建立盾构下穿铁路框架桥的三维数值模型,分析地层未加固、等强加固和不等强加固,以及不同注浆压力和土仓压力情况下,盾构下... 详细信息

为分析新建地铁盾构隧道下穿施工对既有铁路框架桥的影响,以长沙地铁6号线下穿京广铁路客运线框架桥为工程背景,建立盾构下穿铁路框架桥的三维数值模型,分析地层未加固、等强加固和不等强加固,以及不同注浆压力和土仓压力情况下,盾构下穿对地层、框架桥和轨道变形及受力的影响。结果表明:采用等强和不等强注浆加固后,框架桥和轨道最大沉降相对未加固分别减小了约28%和43%,框架桥最大拉应力分别减小了5%和9%;在一定范围内提高注浆压力和土仓压力能有效控制沉降,但继续提高注浆压力对沉降的控制效果不明显,而继续提高土仓压力则会导致沉降增大。同时,根据模拟结果提出了相应的施工控制对策:地层采用不等强注浆加固、注浆压力控制为0.2~0.4 MPa、土仓压力控制为0.12~0.14 MPa、以及在变形和受力严重的区域加强监测布点,以保证框架桥的正常使用和铁路的安全运营。

关键词：下穿铁路框架桥盾构隧道数值模拟施工对策

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小角度、长顶程铁路框架桥设计

交通建设与管理 2015年第8期 307-313页

作者：卢岛中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600

以北京市昌平区太平庄北街(西二旗东一路-汤立路)道路工程辅路下穿东北环线立交桥工程为例,简要介绍小角度、长顶程铁路框架桥的设计特点,重点介绍该铁路框架桥在结构内力计算及钢筋配置需要注意的问题,并对其桥体顶力、顶进方向及高程... 详细信息

以北京市昌平区太平庄北街(西二旗东一路-汤立路)道路工程辅路下穿东北环线立交桥工程为例,简要介绍小角度、长顶程铁路框架桥的设计特点,重点介绍该铁路框架桥在结构内力计算及钢筋配置需要注意的问题,并对其桥体顶力、顶进方向及高程控制等方面的施工方法进行探讨。

关键词：铁路框架桥小角度长顶程钝角加强顶进控制