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暗挖车站密贴下穿既有车站主动托换设计方法研究
| 论文题名： | 暗挖车站密贴下穿既有车站主动托换设计方法研究 |
| 关键词： | 密贴下穿;地铁车站;主动托换;数值模拟 |
| 摘要： | 近年来，我国地铁建设迅猛发展，各大城市逐步建成轨道交通运行网，轨道交通建设成网的同时，地铁换乘车站的数量越来越多，一大批既有车站增建为换乘车站。地铁换乘车站建设必然面临更加复杂的建设环境，新建车站近距离下穿既有车站的工程也日益增多。新建车站下穿既有车站时，新老车站间中夹土受施工扰动大，稳定性差，既有车站沉降大。既有车站沉降与中夹土密切相关，施工中加固措施的制定应考虑中夹土状态，当中夹土完全破坏时，应采用向既有结构施加主动顶升力的托换方式控制既有车站沉降，而目前未有研究给出中夹土破坏模式的评价方法，也未提出主动顶升力的计算方法，造成车站近距离下穿既有车站主动托换设计方法不明确，严重影响施工中的主动托换设计。 对此，研究依托北京地铁6号线苹果园站与16号线苏州街站两个工程案例，采取了文献调研、理论分析、现场实测和数值模拟等研究手段，分析了中夹土体破坏模式、车站密贴下穿既有结构沉降规律、车站密贴下穿既有车站主动控制设计方法，研究取得了以下成果： （1）通过下穿施工安全控制措施调研得出，施工中安全控制措施选定与中夹土厚度有关，中夹土较薄时，易完全破坏，需采用主动控制方式，中夹土较厚时，不完全破坏，可采用加固中夹土体的被动加固措施。研究通过数值模拟揭示了中夹土的破坏模式，将中夹土分为完全破坏和部分破坏，并通过理论分析建立了中夹土受力模型及破坏判别方法，为车站下穿既有车站施工方法选择及加固措施制定奠定了基础。 （2）中夹土完全破坏情况下，应忽略中夹土承载能力，施工中需采用主动支护，对既有车站结构提供主动支护力，研究依托苹果园站和苏州街站通过数值模拟分析了“千斤顶主动顶升支护”和“丝杠支撑+注浆顶升主动支护”对既有车站沉降的影响规律，得出主动顶升模式下，既有车站结构沉降明显降低，随着顶升力增加，既有车站沉降降低，主动顶升力为托换施工的关键因素。但当主动顶升力过大时，既有车站会出现隆起、应力超过容许应力等问题，实际施工中应确定合理的主动顶升力范围。 （3）研究基于弹性地基梁理论，建立了密贴下穿主动托换计算模型，通过Mindlin解计算公式和弹性地基梁扰度曲线微分方程，得到了既有车站沉降与主动顶升力的理论对应关系，并以此为基础提出了主动顶升力计算方法。基于主动顶升力计算方法，进一步建立“千斤顶主动顶升支护”和“丝杠支撑+注浆顶升主动支护”设计方法，为车站密贴下穿既有车站主动托换设计奠定了理论基础。 |
| 作者： | 赵春鑫 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王军;吴圣智;李秀东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东建筑大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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