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原文传递红旗河沟大型暗挖车站施工力学研究

论文题名：	红旗河沟大型暗挖车站施工力学研究
关键词：	浅埋暗挖车站;施工力学;围岩屈服;地表沉降;极限位移;数值模拟
摘要：	随着中国城市化进程加速推进和城市人口激增,由其带来的交通拥堵等问题逐渐成为阻碍城市发展和影响市民日常生活的首要问题。为了缓解地面交通压力,充分利用地下空间成为未来的发展趋势,所以大断面地下暗挖工程将会越来越多,目前对于地下暗挖车站的研究较少,虽然现已建成几座大断面暗挖车站,积累了一些经验,但对于大断面及超大断面暗挖车站的研究尚需进一步深入研究,这样才能对后续新建工程提供指导和借鉴。　　本文以重庆轻轨三号线红旗河沟车站工程为依托,运用文献调查、数值分析、现场实验等方法展开对大断面红旗河沟浅埋暗挖隧道的施工力学研究。主要内容如下: 　　 (1)收集了国内外大断面隧道及地下暗挖车站建设和研究信息,明确了国内大断面浅埋暗挖隧道研究的不足和建设发展趋势,依托重庆红旗河沟车站工程,明确本文研究目的和方向。　　 (2)引入了浅埋地表沉降的极限位移的控制标准和评价围岩屈服程度的标准,得到红旗河沟浅埋暗挖车站施工时极限地表沉降值为72mm;并运用屈服接近度评价了施工过程中围岩的屈服程度,为施工提供指导。　　 (3)针对红旗河沟车站的浅埋超大断面的特点,提出适合于实际操作的双侧壁导坑法与上下分导坑开挖工法两种施工工法,结合数值模拟结果,对比了两种工法的适用性,得到上下分导坑法更适用于本工程。　　 (4)综合对比分析数值模拟和监控量测数据可得,上下分导坑开挖工法在施工过程中围岩及结构的位移和受力特点如下: 　　 ①随着隧道开挖各工序的进行地表沉降和拱顶沉降变化规律相近,上、下分导坑的开挖对沉降值影响较小,核心土上台阶开挖对沉降影响最大。中间岩梁对限制洞周水平位移起到很大的作用,洞周水平收敛位移主要发生在岩梁解除后。　　 ②隧道各点还处于未开挖的围岩中时,开挖步序对其应力影响不大;上分导坑、下分导坑开挖对围岩应力影响的范围和程度不大,岩梁解除后,腰墙处围岩拉应减小,压应力增加,核心土上台阶开挖后,拱部围岩应力发生了较大范围的重分布,拱顶由以受压转变为受拉为主,拱脚及墙脚处压应力都有增加。　　 ③隧道在开挖过程中,腰墙及墙脚处围岩受到影响的深度约为20m;因为浅埋的原因,拱部围岩均受到不同程度的扰动,拱部围岩的第一主应力变化较大,第三主应力变化较小。　　 ④由屈服接近度可以看出围岩在开挖的过程中没有出现屈服,但下分导坑洞直墙处围岩和核心土岩柱更接近屈服,施工时应该加强监测和支护。　　 (5)监控量测作为指导新奥法施工的重要手段,将为研究红旗河沟结构受力特征和完善浅埋暗挖隧道结构设计理论提供可靠的数据。通过分析监控量测数据得到地表沉降、周边收敛、初期支护的变化规律,同时也验证了数值仿真分析得到的结果,能够为此类隧道施工的起到指导作用。
作者：	晋学辉
专业：	防灾减灾工程及防护工程
导师：	程崇国
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文