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大管棚超浅埋暗挖隧道下穿地铁路基段安全控制研究
| 论文题名： | 大管棚超浅埋暗挖隧道下穿地铁路基段安全控制研究 |
| 关键词： | 超浅埋暗挖隧道;下穿施工;风险控制;地铁路基段 |
| 摘要： | 随着城市地铁网络化运营的不断发展，在地铁控制保护区范围内不可避免地出现了大量穿越地铁工程，地铁线路不同于一般建筑物，其允许变形控制极为严格，一般以毫米计。大管棚超浅埋暗挖隧道下穿地铁路基段工程，必然会对地铁下部土层造成扰动，导致地铁线路产生一定横向及竖向变形，当变形较大时会导致较大的附加线路不平顺，直接影响乘客的舒适性，甚至影响到地铁列车的安全运营。开展大管棚超浅埋暗挖隧道穿越地铁路基工程的安全控制研究对确保穿越期间列车平稳、舒适和安全运营以及指导类似工程的施工具有重要的理论意义和实用价值。 论文就大管棚超浅埋暗挖隧道下穿地铁路基段风险控制进行了全面系统地研究，包括ANSYS数值模拟分析、现场监测数据与数值模拟对比分析、SIMPACK多体动力学分析及风险控制措施。主要工作及成果如下: (1)全面总结了大管棚超浅埋暗挖隧道穿越工程风险控制的相关资料:对浅埋暗挖隧道穿越地铁路基工程所涉及到的核心问题进行了总结分析，主要包括浅埋暗挖穿越施工风险分析、管棚超前支护效果以及轨道变形对列车的动力影响三个方面。 (2)建立了三维有限元模型对地铁结构变形进行分析:依托实际工程，分析了超浅埋暗挖隧道下穿开挖施工对既有地铁路结构及轨道的变形影响规律，结果表明:轨道变形呈现U形沉降槽，沉降槽宽度约为3倍的隧道跨径;距轨道-1.5倍至3倍洞径范围对轨道产生的变形量占到总变形量的60％以上;不同预加固方案的支护效果可以表示为:无支护＜小导管支护＜管棚支护＜管棚加小导管支护。 (3)依托实际工程对比分析了实测数据与数值模拟结果:将工程实测数据与数值模拟结果进行了对比分析，从车站结构变形与轨道结构变形两方面验证了数值模拟结果的可靠性，并分析了二者存在误差的原因。 (4)建立了车辆—轨道空间耦合动力模型对列车动力性能进行分析:基于脱轨系数、车体振动加速度指标对穿越前后列车动力性能进行分析，结果表明:穿越后脱轨系数及车体振动加速度均有明显增加，穿越施工引起的轨道变形对列车的安全性和舒适性产生了一定影响。 (5)提出了浅埋暗挖隧道下穿地铁路基工程风险控制措施:针对超浅埋暗挖隧道下穿地铁路基工程，从风险评估分析、隧道围岩加固、地铁路基段轨道保护控制及风险监测四方面提出了工程风险控制措施。 |
| 作者： | 董志勇 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 彭华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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