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上软下硬地层大断面隧道改进PBA工法施工动态分析
| 论文题名： | 上软下硬地层大断面隧道改进PBA工法施工动态分析 |
| 关键词： | 地铁隧道;大断面隧道;PBA工法;施工技术 |
| 摘要： | 大连地铁隧道所处地质条件极为复杂，施工难度大，如何在众多施工方案中选择一种合理的工法对于地铁车站建设是至关重要的。本文以大连地铁学苑广场车站工程为背景，针对其上软下硬的地质特点，通过采用地质勘探、数值模拟等研究手段结合现场监测，创新性地提出了适用于本工程的改进PBA工法。利用有限差分软件FLAC3D进行模拟论证和方案优化。研究成果对隧道的施工方案选择和围岩稳定性具有重要的指导意义。主要内容和成果如下: (1)对于上软下硬地层大跨度车站的施工工法，在国内外尚无成熟规范。首先，本文对比分析了传统施工方法在大连地铁施工中的局限性。中洞法和CRD法施工工序繁杂，且不能满足变形要求，而传统PBA工法也只适用于软土地层，存在成本过高和效率低下的问题。然后，针对车站上软下硬的地质特点，经过论证和研究，以坚硬的围岩体代替边柱，省去两侧底部导洞的开挖工序，创新性地提出了适用于学苑广场地铁车站建设的改进PBA工法。最后，给出了改进PBA工法的施工步骤。 (2)结合实际监测对改进PBA工法进行动态施工分析。建立学苑广场车站的三维数值模型，按照改进PBA工法施工步骤进行模拟，分别对比分析了车站的地表、拱顶、洞周收敛的位移变化规律，研究结果表明沉降值与监测结果吻合较好。总结了改进PBA工法塑性区的变化规律，该工法能较好地控制围岩变形，但扣拱中线附近的施工尤其是薄弱环节，是重点关注对象。 (3)针对大跨度车站的局部安全性问题，单元状态指标分析方法可以反映局部围岩破坏情况。首先，对改进PBA工法导洞的施工顺序进行优化，然后，对施工过程中风险较大的扣拱区域进行注浆模拟，结合单元状态指标确定最优的注浆方案。最后，对车站高边墙地下洞室锚杆施工方案进行优化，确定最优锚杆长度。研究的优化方案被施工采纳，取得良好的经济效果。 |
| 作者： | 吴奇隆 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 姜谙男;秦俭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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