原文传递
兰州地铁后配线大跨区间隧道施工力学特性研究
| 论文题名： | 兰州地铁后配线大跨区间隧道施工力学特性研究 |
| 关键词： | 地铁区间隧道;隧道施工;力学特性;黄土地层;数值模拟;双侧壁导坑法;CRD法 |
| 摘要： | 近年来我国轨道交通建设发展迅速，地铁区间隧道作为一种城市下穿浅埋隧道，在不影响路面交通和设施的前提下，常采用暗挖法施工，目前国内外地铁隧道暗挖施工方法总体上分为新奥法与盾构法。地铁隧道新奥法开挖过程中，围岩应力重分布，支护结构受力形式复杂多变，对围岩变形和周边地表沉降的控制要求严格，出于对隧道施工安全性、经济性、适用性的综合考虑，针对不同的地层岩性选择正确的的施工方法，合理的支护方式尤为重要。 本文以兰州市地铁一号线东岗站后配线段区间隧道为工程依托，采用室内试验、现场监测和数值模拟相结合的方法，对比分析了双侧壁导坑法和CRD法在兰州地铁黄土地层浅埋大跨区间隧道中的应用，并取得了以下主要研究成果: 1.通过室内土工试验得出兰州地铁一号线东岗站后配线段新近堆积黄土的含水量达到了27％左右，饱和度较高，其c、ψ值在垂直方向和水平方向上的差异性比较明显，黄土在不同方向上的强度、渗透性表现出各向异性的特点。 2.通过对现场双侧壁导坑法施工过程中试验断面初期支护围岩接触压力和钢筋应力的监测得出初期支护围岩接触压力范围为10.6～232.6kPa，分布规律性差，受力较大的部位主要集中在拱腰、拱肩处;格栅钢架内、外缘钢筋均以受压为主，个别部位受拉，最大应力值为108.27MPa，位于YGKO+64断面左拱腰的外缘钢筋处，处于受压状态，满足钢筋的抗压强度设计值。 3.运用三维有限元软件数值模拟双侧壁导坑法六部开挖和CRD法四部开挖施工过程，拱腰至拱肩的位置围岩变形均较大，双侧壁导坑法拱顶沉降较大，CRD法拱肩处沉降较大，两种工法隧道开挖引起的测点断面地表最大沉降量分别为29.6mm和42.8mm，总结双侧壁导坑六部开挖法控制围岩变形和地表下沉效果相比CRD四部开挖法较好。 4.数值模拟监测断面中，双侧壁导坑六部开挖法和CRD四部开挖法最大围岩水平压应力分别为0.33MPa、0.31MPa，最大竖向压应力分别为0.48MPa、0.52MPa;两个模型初期支护均以受压为主，受拉区域主要出现在拱腰和仰拱至拱脚的位置，最大拉应力分别为0.78MPa、0.93MPa，最大压应力分别为9.54 MPa、9.43 MPa，均满足混凝土的抗拉强度和抗压强度设计要求。 5.采用Peck公式高斯曲线能较好的对符合现场实际工况地表横向沉降进行有效的拟合分析，地表沉降最大值范围36.65～41.29mm;横向沉降槽宽度系数范围0.71～0.81。运用Boltzmann函数能够相对较好的拟合该区间隧道地表测点的纵向沉降过程。 |
| 作者： | 潘春阳 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 严松宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
