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宝圣湖站开挖方式对隧道稳定性及地表路面的影响研究
| 论文题名： | 宝圣湖站开挖方式对隧道稳定性及地表路面的影响研究 |
| 关键词： | 特大断面地铁车站;隧道稳定性;地表路面;最优开挖;数值模拟 |
| 摘要： | 我国轨道交通建设技术发展与日俱进，繁华的城市中心规划建造了越来越多的大断面轨道交通车站，其周围布满了各类设施和建筑。然而，目前我国大型地铁车站的开挖工艺研究并不够成熟，在建设工期较为紧迫和财政预算有限等情况下，如何较为经济安全地修建特大断面隧道车站就成为目前的一个难点。本文以重庆轨道交通九号线宝圣湖地铁车站为依托工程，研究了开挖方法对隧道稳定性及地表路面的影响，主要研究内容及结论如下: ①介绍了国内外大断面隧道尤其是特大断面地铁车站的现状、各种开挖方式及其优缺点，并结合宝圣湖地铁车站的工程地质、结构特点和受力特性，选取了交叉中隔壁法、双侧壁导坑法、放大拱脚三台阶七步法三种开挖方法来进行研究。 ②利用有限元软件MIDASGTSNX进行三维数值模拟，分析比较了交叉中隔壁法、双侧壁导坑法、放大拱脚三台阶七步法三种工法，结果表明:放大拱脚三台阶七步法的隧道结构整体竖向与水平位移值、关键点位竖向与水平位移值、地表竖向位移值与最大横向差异沉降率最大，交叉中隔壁法次之，双侧壁导坑法最小。 ③从隧道施工安全角度考虑，双侧壁导坑法效果最佳，但三种工法的数值模拟结果均在规定范围内满足要求。采用经验分析法，从工法特点、建设工期和经济效益角度对三种开挖方法进行定性分析对比，结果表明采用放大拱脚三台阶七步法进行施工开挖更符合现场实际情况。 ④为更客观地从三种工法中选出宝圣湖车站的最优开挖方法，引用运筹学理论知识中的层次分析法，定性分析与定量分析相结合，在以施工安全、工程质量、施工成本、施工进度和施工技术要求为准则层的条件下进行定量比选，得到方案层权重从大到小的排序:放大拱脚三台阶七步法为0.4782，交叉中隔壁法为0.2794，双侧壁导坑法为0.2424。结合实际情况，确定宝圣湖地铁车站的最优开挖方法为放大拱脚三台阶七步法，推荐在实际工程施工中采用该方法。 ⑤介绍了隧道工程中监控量测的目的及意义，将实际监控量测数据与之前数值模拟结果进行对比，发现数值模拟结果与实际监控量测的沉降值在一定程度保持一致，验证了三维数值模拟结果的真实准确性以及推荐最优开挖方法的实际可行性。 本文计算结果对类似工程有参考价值和指导意义。 |
| 作者： | 黄畴穰 |
| 专业： | 交通运输工程；道路与铁道工程 |
| 导师： | 马银华;高峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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