摘要：日益复杂的地铁建设环境使得地铁线路布置困难、施工风险加大,同时对施工方法也提出了更为严格的要求。采用大直径盾构建造地铁单洞双线区间并在盾构隧道基础上小规模扩挖形成车站是解决复杂环境下地铁建设的一种新思路。以北京地铁14号线高家园站为背景,提出了在外径10m的大直径盾构隧道基础上采用CRD(CrossDiaphragm)法扩挖地铁车站的两种方案,利用"地层-结构"相互作用有限元法模拟了车站扩挖施工过程,研究了结构体系的受力转换规律。结果表明:在扩挖施工中,结构受力转换频繁;结构体系的最大轴向应力位置由管片环转移到初期支护,最大剪应力位置转移到封顶块管片;管片环由受压状态为主转向受剪状态为主,初期支护、中隔板、梁柱及临时支撑以受压状态为主;封顶块管片和顶梁上部翼缘处的应力较大,应对这些位置进行加强处理。

摘要：为评估盾构隧道预制中隔墙在列车振动荷载和气动荷载作用下的安全性,从模态分析和振动响应分析2个方面开展研究。首先,基于流体力学计算软件采用数值模拟方法研究列车单车行驶和双车交会对预制中隔墙隧道气动效应的影响,得到预制中隔墙的气动荷载时程曲线;然后,采用动力有限元法分析列车振动荷载和气动荷载条件下预制中隔墙的模态振型及振动响应。结果表明:1)列车以160 km/h单车行驶时,隧道内各测点压力变化一致,最大压力出现在距入口1/3隧道长度处;双车交会时,中隔墙两侧压力幅值变化不一致,导致压力变化曲线不同。2)随着埋深增加,中隔墙的弯曲模态频率略有下降,且垂向位移响应显著强于水平位移响应;预制中隔墙弯曲模态频率1阶弯曲模态对应的频率为16.1066~17.1419 Hz,现场测试的隧道壁面主频范围为0~2 Hz,预制中隔墙在固定约束条件下无共振风险。3)中隔墙振动效应主要受列车振动荷载影响,受气动荷载影响较小。

摘要：岩溶发育地区的溶洞与在建盾构隧道之间的安全距离是一个重要的工程问题,如果溶洞与盾构隧道之间的距离过小则会导致隧道的失稳。基于武汉市和平大道南延线隧道工程,在岩溶隧道失稳判断依据的基础上,设计选取围岩级别、侧压力系数、隧道的埋深和溶洞的大小4个影响因素进行正交实验,同时采用了数值模拟与回归分析相结合的试验分析方法,探讨了影响安全厚度的因素,最终建立了下伏溶洞与隧道安全距离的预测模型。研究结果表明:在大直径盾构隧道下伏溶洞情况下,隧道的埋深、侧压力系数、溶洞的直径、围岩水平对于隧道安全距离的影响程度依次增加。安全距离与围岩级别呈负相关关系,与侧压力系数、隧道的埋深和溶洞的直径呈正相关关系。另外,通过对比验证试验区段典型断面的工程实例,证明了该安全预测模型在工程设计中具有参考价值。

摘要：市域线大直径盾构隧道中隔墙主要承受由列车行驶产生的水平风压载荷,基本不承受竖向外载荷,使得其顶部节点是重要结构,需要对其力学性能进行研究。本文依托上海市机场联络线,介绍了其中隔墙顶部节点构造信息及数值模型等背景资料,随后阐述了不同构造下顶部节点计算分析与结果,最后对可能出现的顶部节点失效情况进行了受力分析。结果表明:今后中隔墙设计可按照连接件与中隔墙间无间隙的情况进行计算;当前连接件的焊缝、黏结强度均有一定安全储备;在可能出现顶部连接件掉落的情况下中隔墙会产生最大42.17 mm的侧向变形。

摘要：北京地铁14号线将台站主体结构基于大直径盾构隧道扩挖形成,设计提出的扩挖方案为CRD法。在充分考虑扩挖车站部位地质条件及环境条件的基础上,分析了设计方案的弊端,提出采用洞桩法(PBA工法)作为扩挖大盾构隧道建造地铁车站施工方案,为有效控制地面沉降及扩挖施工对周围环境的影响,取消地面施工降水方案,扩挖前洞内采用超前深孔注浆堵水。并以将台站作为工程背景,采用有限元数值模拟方法,针对车站扩挖施工的优化方案,研究了关键施工阶段的结构体系受力转换规律。计算结果表明:在扩挖施工中,结构受力转换频繁,封顶块管片两侧的小管片拆除后,中洞拱部的初期支护压应力数值急剧增大,且超出了初期支护强度允许值,根据计算结果对中洞的初期支护参数和开挖方案进行了调整。从侧导洞开挖到中洞开挖支护期间,管片最大主应力为压应力,且未超出管片结构强度允许值,在封顶块两侧的管片拆除后,尽管管片结构的最大主应力由压应力变为拉应力,但由于拱部已经完成开挖支护,两侧管片的应力状态并不制约结构的整体稳定性;中隔墙最大主应力也出现在封顶块两侧的管片拆除后,但未超出中墙结构强度允许值。数值模拟结论和施工实践均表明基于本工程地质条件及环境条件所提出的车站扩挖施工优化方案能够保证车站结构安全。

摘要：盾构隧道衬砌结构整体性能受到纵缝及环缝接头不连续性的影响,接头受力状态随埋深变化发生改变,其刚度也将发生变化,进而引起结构整体刚度的改变,对于大直径深埋盾构隧道这一影响更为突出.基于该问题,以上海沿江通道越江隧道典型衬砌结构为例,采用横向变形等效原则,参考管片接头结构试验结果,研究大直径盾构隧道横向等效刚度随埋深而变化的规律,并考察了地基刚度与错缝拼装对于计算结果的影响.结果表明,大直径盾构隧道的横向刚度有效率与埋深有较大关联,覆土较浅时变化规律相对复杂,覆土厚度超过1.0倍直径后随埋深整体上呈现先递增而后递减的趋势,在埋深达到2.0倍直径后由于地层成拱效应不再继续降低,上述规律还受到地层条件的影响.研究成果对于大直径盾构隧道的设计与计算具有一定的参考价值.

摘要：结合北京地铁14号线?10m盾构隧道扩挖车站试验段工程,研究分析采用盾构中洞—边桩法扩挖修建地铁车站施工过程中结构体系的受力转换、受力行为及变化特征。通过地层结构数值模拟方法,动态分析确定盾构管片、边桩导洞、中导洞扣拱初衬及中柱等构件的内力和变形特征。研究结论可为类似工程的设计和施工提供参考。

摘要：为了分析大直径盾构隧道施工期内部箱涵的变形特征,依托济南市在建穿黄大直径盾构隧道工程,开展施工期内部箱涵变形规律现场试验和数值分析研究。结果表明:在重型施工车辆作用下,内部箱涵拼缝处发生相对错动和张开变形,并且随着施工车辆荷载的增大而增大;内部箱涵、管片和周围土层同时发生竖向位移,隧道周围土层竖向位移呈倒漏斗形;经过施工车辆的反复碾压,内部箱涵的连接螺栓锁紧力损失严重,建议对连接螺栓进行二次紧固。

摘要：研究目的:近年来,随着城市轨道交通列车运行速度不断提高,大直径盾构隧道应用越来越普遍,但设计与施工大部分仍沿袭常规6 m直径盾构隧道理念,经常面临开挖面稳定性难以控制、小半径曲线施工困难、管片端部裂缝或角部碎裂几率增大、管片拼装难度大、成型隧道质量难以控制、盾构隧道扩挖风险加剧、隧道内部变形监测数据难以直接反映隧道安全状态等难题,本文对上述主要问题展开研究,以期提高城市轨道交通大直径盾构隧道整体建造水准。研究结论:(1)为有效应对大直径盾构隧道千斤顶反力作用于管片端部的局部荷载,管片端部一定高度范围内配筋需要进行加强,减小管片裂缝几率;(2)管片纵缝设置的半圆槽与导向杆可在管片拼装阶段起到导向的作用,环缝设置的嵌锁系统可有效减少管片错台与踏步几率,提高成型隧道质量;(3)以正常使用阶段管片裂缝为控制标准,明确了一定配筋率情况下管片衬砌所能承受的最大附加变形(椭圆率),进一步提出了基于洞内变形监测数据的隧道安全计算模型;(4)基于PBA法的大直径盾构隧道扩挖技术,可实现城市轨道交通先隧后站需求,极大地增加工筹的灵活性,缓解重难点车站工期压力;(5)盾构选型与关键设备的选取原则、小半径曲线掘进、盾构刀盘选择与常压换刀等关键技术,可进一步增强大直径盾\构隧道实施水准;(6)本研究成果可为大直径盾构隧道在城市轨道交通中的大范围运用提供参考。

摘要：上海市机场联络线是国内首次在大直径盾构隧道中采用整体式预制弧形件的工程,而现阶段缺少对整体式预制弧形件选型及排版的研究。针对该问题,本文分析了标准环+左转弯环+右转弯环、左转弯环+右转弯环和通用楔形环三种管片形式下弧形件的构造设计,并给出排版计算方法。结果表明,在标准环+左转弯环+右转弯环和通用楔形环管片形式下,分别采用直线形+楔形弧形件和无楔形量的弧形件能较好满足工程需求,建议在类似工程中选用。