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地铁车站施工过程数值模拟及方案优化分析
| 论文题名： | 地铁车站施工过程数值模拟及方案优化分析 |
| 关键词： | 浅埋暗挖法;数值模拟;现场监测;沉降槽;地铁车站;施工过程 |
| 摘要： | 城市地铁修建在城市经济繁华地段,需要考虑对周围环境、居民出行的影响。浅埋暗挖法因其拆迁量少、环境污染小、对地上交通干扰小等优点被广泛应用于各城市地下轨道。论文以北京地铁7号线六标为工程背景,采用大型有限元软件Ansys对洞桩法小导洞开挖和主体结构施工两个重要施工工序进行数值模拟。其中对小导洞施工论文采用了先开挖上导洞跳跃错挖方案(方案一)、先开挖下导洞跳跃错挖方案(方案二)、先开挖上导洞先外后内方案(方案三)三种不同方案对小导洞施工进行了模拟。主体车站选取了小导洞施工、冠梁等施工、扣拱施工、主体施工完成四个主要施工阶段研究。结合现场监测数据进行对比分析,得到了各阶段应力变化、土层沉降、地下管线沉降的变化规律,得出以下结论: 1.通过对三种方案模拟及分析,得到方案一和方案三在纵向上对地表沉降的影响基本一致,对掌子面后部土体的影响范围为10m-18m,方案二纵向上对掌子面的影响范围为13m-20m。方案一和方案三在横向上对地表沉降的影响表现在前期沉降大、后期沉降小,而方案二在横向上对地表沉降影响表现出前期沉降小、后期沉降大的特点,通过对三种方案沉降槽曲线的对比分析,发现方案一和方案三的主要差别发生在首排导洞开挖阶段,方案一和方案二的差别在整个导洞施工期间都存在。通过对沉降槽宽度的对比,发现方案二对土层的扰动范围要大于其余两种方案。 2.通过对三种方案施工时13条地下管线沉降的对比分析,发现各管线都出现了较大的沉降,其中沉降较大的管线为位于导洞上方的管线,当管线位于导洞正上方时,管线出现的沉降最大,其中管线6和管线10出现的沉降最大。 3.通过对车站主体结构的模拟分析,得到在主体车站施工时地表沉降主要发生在小导洞施工和扣拱施工两阶段,占最终沉降81％。在车站施工完成后,通过对沉降槽曲线分析,发现最终地表沉降发生在距离车站中线左右45m范围内。在车站主体结构施工完成后,地下管线都出现了较大的沉降,且都已超过规范要求,因此在施工时应对地下管线进行及时加固和实时监测。 |
| 作者： | 黄佳 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 霍润科 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安建筑科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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