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原文传递复杂条件下大连地铁暗挖施工反馈分析

论文题名：	复杂条件下大连地铁暗挖施工反馈分析
关键词：	地铁隧道;暗挖施工;反馈分析;围岩参数;图像处理
摘要：	随着城市化进程的推进，人口的增多使城市变得愈加拥挤。地铁作为新兴的交通工具，颇受人们的关注。大连地区位于我国东北地区的辽东半岛，在修建地铁的过程中，存在上软下硬的地质特征以及复杂的周边环境等问题，给地铁施工带来了较大的困难。　　本文以大连地铁五号线在建的石葵路车站和石葵路站至劳动公园站的区间隧道（以下简称石劳区间隧道）为工程背景，对车站和区间隧道存在的问题进行反馈分析，分别是：针对车站地质条件复杂、围岩参数确定困难的问题，对车站主体导洞围岩参数进行反分析以获得准确围岩参数，而后对中隔壁拆除长度进行优化；针对车站边导洞掌子面节理信息获取困难的问题，利用图像处理技术对掌子面照片进行处理，将处理后的节理信息数据转入节理有限元软件建立模型，对车站边导洞围岩参数进行反分析并对边导洞注浆范围进行优化；针对区间隧道周边环境复杂的问题，对石劳区间隧道侧穿桥桩和侧穿建筑物风险源段围岩参数进行反分析，并对隧道加固方案进行比选和对隧道开挖进尺进行优化。主要工作如下：　　（1）在石葵路车站典型断面处安装传感器，采集施工中应力位移数据；同时利用FLAC3D有限差分软件建立石葵路车站模型，设计25组正交方案进行计算，通过敏感性分析找出关键参数；对比传感器实测数据与正交方案所得计算数据，运用GP-DE算法进行位移应力联合反分析，并使用FLAC3D正算验证反演参数的准确性。利用得到的围岩参数对石葵路车站中隔壁拆除长度进行优化，得出最优拆除长度。　　（2）对石葵路边导洞掌子面进行拍照，之后利用图像处理技术对图片进行处理，识别出图片中的节理分布，并对节理的长度、倾角、间距进行统计，得出节理平均长度、倾角、间距并输出；将输出的节理信息和反分析所得围岩参数带入Phase有限元软件中建模，对边导洞的注浆范围进行优化，对比分析边导洞的洞周位移以及屈服区的分布来确定最优的注浆方案。　　（3）对石劳区间隧道侧穿桥桩风险源段运用FLAC3D软件建模，将反分析所得的围岩参数带入模型，对比分析初次衬砌、初次初衬+超前小导管注浆加固、初次衬砌+超前小导管注浆加固+WSS深孔注浆加固三种方案的地表沉降位移、桥桩位移、隧道洞身位移、塑性区，从而确定最佳加固方案，并与现场监测值进行对比，验证推荐方案的合理性。　　（4）对石劳区间隧道侧穿大型建筑物风险源段运用FLAC3D软件建模，将反分析所得的围岩参数带入模型，对隧道开挖进尺进行优化，对比分析隧道的拱顶沉降和拱腰收敛的LDP曲线、塑性区、建筑物沉降，进而确定最佳开挖进尺，并与现场监测数据进行对比，验证推荐方案的合理性。　　本文结合现场监测数据对复杂条件下的暗挖地铁施工中的围岩参数运用GP-DE算法进行了位移应力联合反分析，通过数值模拟并结合反分析结果对施工方案进行了优化和比选，为类似施工提供参考，研究内容具有一定的理论依据和工程价值。
作者：	冯开帅
专业：	交通运输工程
导师：	姜谙男
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2021