軌道交通大型十字換乘地下車(chē)站施工動(dòng)力響應(yīng)及控制技術(shù)研究.pdf

1、城市地下軌道交通一般埋深較淺，且周邊存在建（構(gòu)）筑物、市政管網(wǎng)等，再加上軌道交通換乘樞紐以及軌道交通區(qū)間之間關(guān)系復(fù)雜，相互影響大，導(dǎo)致設(shè)計(jì)施工難度非常大。目前，相對(duì)于城市地面道路交通建設(shè)技術(shù)而言，地下軌道交通建設(shè)還處于起步階段，尤其是軌道交通大型地下?lián)Q乘車(chē)站，具有空間跨度大，樞紐之間相互影響等建設(shè)難題，設(shè)計(jì)建設(shè)技術(shù)還不夠成熟。因此，軌道交通換乘樞紐的建設(shè)技術(shù)是地下工程中研究的前沿問(wèn)題。鑒于此，本文依托重慶市科技攻關(guān)項(xiàng)目，綜合采用理論分析

2、、工程類比、數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)等技術(shù)手段，系統(tǒng)研究淺埋大型地下十字換乘車(chē)站的施工力學(xué)響應(yīng)及控制技術(shù)。主要研究工作及成果如下：
　　（1）軌道交通大型十字換乘地下車(chē)站結(jié)構(gòu)優(yōu)化與工法研究
　　依托重慶軌道交通紅旗河溝車(chē)站工程，分析了紅旗河溝車(chē)站的內(nèi)部布置型式和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，提出了“拱-墻”相交的大斷面交叉方案；在此基礎(chǔ)上，采用數(shù)值模擬方法模擬了不同開(kāi)挖方法下軌道交通大型十字換乘車(chē)站的動(dòng)態(tài)施工過(guò)程，通過(guò)分析不同的工法施工時(shí)隧道

3、結(jié)構(gòu)及圍巖變化情況，對(duì)比不同工法時(shí)結(jié)構(gòu)受力特征，結(jié)果表明上下側(cè)導(dǎo)坑法在位移及受力等方面要更適合于特大斷面暗挖隧道的快速開(kāi)挖。
　?。?）軌道交通大型十字換乘地下車(chē)站施工力學(xué)響應(yīng)研究
　　針對(duì)地下工程圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)問(wèn)題，推導(dǎo)了基于Mohr-Coulomb準(zhǔn)則的圍巖屈服接近度計(jì)算公式，引入了基于屈服接近度的圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，從而為準(zhǔn)確的判斷隧道動(dòng)態(tài)施工過(guò)程中圍巖的應(yīng)力狀態(tài)和屈服情況提供理論基礎(chǔ)；在此基礎(chǔ)上，首先通過(guò)建立單個(gè)大型

4、斷面地下車(chē)站的三維有限元計(jì)算模型，分析了淺埋車(chē)站施工期間的動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律；進(jìn)一步通過(guò)建立大型近接十字換乘地下車(chē)站的三維有限元計(jì)算模型，開(kāi)展地下車(chē)站圍巖施工力學(xué)響應(yīng)及穩(wěn)定性研究，分析了交叉位置圍巖的受力特性。計(jì)算結(jié)果表明三號(hào)線車(chē)站和六號(hào)線車(chē)站的設(shè)計(jì)施工步序和支護(hù)措施能滿足要求，隧道開(kāi)挖施工安全。
　?。?）軌道交通大型十字換乘地下車(chē)站施工影響及控制技術(shù)研究
　　針對(duì)大型地下車(chē)站沉降控制標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，分析了地表建筑物和地面環(huán)境要求對(duì)地

5、表沉降的不同控制標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)Peck公式、結(jié)構(gòu)極限拉應(yīng)變、地層極限應(yīng)變等控制標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算了重慶軌道交通紅旗河溝車(chē)站施工時(shí)的極限地表沉降值。并通過(guò)分析建筑物破損的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，提出了房屋破損的Greenfield模型法、隔離法和整體分析法的三階段評(píng)價(jià)方法。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了紅旗河溝車(chē)站的爆破控制標(biāo)準(zhǔn)，提出了軌道交通紅旗河溝地下車(chē)站的爆破控制技術(shù)。
　?。?）軌道交通大型十字換乘地下車(chē)站建造方案及施工工法研究
　　基于地下暗挖車(chē)站常

6、規(guī)建造方案及施工工法，在分析雙側(cè)壁導(dǎo)坑法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究提出了“預(yù)留部分核心土、仰拱后做的雙側(cè)壁導(dǎo)坑法”，以及“上下側(cè)導(dǎo)坑+先墻后拱法”的施工方案和工法，并在紅旗河溝地下車(chē)站中運(yùn)用實(shí)施。在此基礎(chǔ)上，提出了車(chē)站總體實(shí)施步序，結(jié)構(gòu)突變段施工方案。
　?。?）軌道交通大型地下車(chē)站信息化施工技術(shù)研究
　　基于地下工程施工監(jiān)控量測(cè)的基本要求，開(kāi)發(fā)軌道交通暗挖隧道監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)反饋與分析系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)可以方便地對(duì)隧道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處

7、理；在此基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)紅旗河溝車(chē)站進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，利用監(jiān)測(cè)反分析、數(shù)值計(jì)算等方法，在地下車(chē)站施工過(guò)程中綜合分析圍巖力學(xué)參數(shù)和變形特點(diǎn)，為隧道的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)及施工開(kāi)挖方法的確定提出優(yōu)化措施和建議，從而實(shí)現(xiàn)信息化施工。
　　主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于：
　?。?）對(duì)特大斷面“十字換乘”軌道交通暗挖地下車(chē)站提出了“拱-墻”相交的結(jié)構(gòu)型式，形成了城市軌道交通特大斷面平面交叉隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。
　　（2）通過(guò)對(duì)超大型十字交叉換乘地下車(chē)站施