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PBA法扩挖大直径盾构隧道修建地铁车站风险辨识与控制研究
| 论文题名： | PBA法扩挖大直径盾构隧道修建地铁车站风险辨识与控制研究 |
| 关键词： | 盾构隧道;PBA法扩挖;地铁车站;风险辨识;风险控制 |
| 摘要： | 北京地铁14号线将台站在大直径盾构隧道先行贯通的基础上，采用PBA法扩挖形成车站主体结构，这种工法可以有效地解决盾构区间施工与车站施工的矛盾，提高车站站位选择的灵活性。这是一种新型工法，无工程先例可以借鉴。 本文对其施工风险、风险控制技术、结构受力转换规律、以及施工过程对环境的影响等方面进行了深入的研究。 (1)从工程经济、技术等方面对扩挖车站施工方案进行比选，并结合数值方法得出最佳方案。在此基础上，对PBA法扩挖大直径盾构隧道修建地铁车站的过程进行风险源辨识，提出相应的风险控制技术措施。 (2)由于扩挖车站主体结构大部分处于盾构施工扰动区，为合理地对扩挖过程进行施工力学分析，对盾构隧道施工过程地表沉降监测数据进行了地层力学参数反分析，得出现场地层力学参数，结果表明参数符合工程实际，这对后续扩挖施工过程的研究具有理论和实践的双重作用。 (3)采用三维非连续接触模型精确地模拟扩挖施工过程，对车站主体结构的风险源，即四类关键节点——管片接头、K管片分块连接、纵梁与管片连接处、初支及钢支撑与管片连接处进行了受力分析。结果表明，扩挖过程中地层荷载和结构受力通过连接节点传递，结构基本处于稳定状态。 在明确结构关键节点受力和变形、关键工序受力转换规律和对结构整体影响的基础上，从工程技术方面对扩挖施工过程进行风险控制，这些技术措施将可保证车站施工过程的安全与稳定。 (4)详细研究了车站主体结构扩挖施工对邻近地下管线的影响规律，提出了相应的技术控制措施。选取车站上方具有代表性的管线，以施工监控标准为依据，运用数值模拟方法，分析管线的沉降、侧移、变形和应力。监测数据显示，管线上方地表沉降均小于沉降绝对变化量和倾斜控制标准。数值模拟结果显示，管线刚度大，对开挖过程产生的地层变形有抵抗作用，施工过程出现管-土分离现象;管节间差异沉降和接头转角，以及计算最大拉、压应力均小于控制标准。 (5)对扩挖施工引起地表沉降进行了深入分析，提出了风险应对措施。以施工过程监测数据为前提，结合北京地铁车站地表沉降控制基准值和现有北京市PBA法地铁车站地表沉降统计数据，并参考数值模拟结果，提出了合理的地表沉降控制标准，并按照三级控制的管理方法，分级分步进行地表沉降控制，研究已应用于指导工程施工方案的编制。 |
| 作者： | 王芳 |
| 专业： | 地下工程 |
| 导师： | 贺少辉;刘军 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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