蘭州地鐵飽和黃土大跨區(qū)間隧道施工數(shù)值模擬研究.pdf

1、在我國各大城市高速建設(shè)的同時(shí)，交通擁堵、城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后、城市交通抗災(zāi)害能力不足等問題也逐漸顯現(xiàn)出來，并對城市的進(jìn)一步發(fā)展起到了反作用。城市軌道交通系統(tǒng)是緩解大城市交通擁堵狀況、改善城市生態(tài)環(huán)境、保證城市發(fā)展持續(xù)穩(wěn)定的最優(yōu)方式之一，具有綠色、節(jié)能、環(huán)保、快捷等特點(diǎn)，符合可持續(xù)發(fā)展的原則。同我國其他各大城市一樣，蘭州市也面臨著類似的問題，因此希望通過建設(shè)蘭州地鐵工程來解決。作為在西部地區(qū)黃土地層修建、蘭州市的第一條地鐵工程，其面臨

2、著一系列問題。
　　本文以蘭州地鐵一號線一期TJⅢ-16工區(qū)東崗站后配線段的大跨區(qū)間隧道為依托工程，針對蘭州地區(qū)飽和黃土地層中大跨區(qū)間隧道的施工過程中圍巖變形進(jìn)行研究。在本文中，以三維仿真數(shù)值模擬為手段，對比研究在考慮流固耦合效應(yīng)和不考慮流固耦合效應(yīng)兩種情況下，飽和黃土圍巖的應(yīng)力場、地表沉降、拱部下沉、周邊收斂、支護(hù)結(jié)構(gòu)受力的變化情況。根據(jù)本文研究項(xiàng)目施工現(xiàn)場的施工設(shè)計(jì)參數(shù)、圍巖地質(zhì)條件、實(shí)際施工措施，分別建立CRD法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑

3、法模型對開挖支護(hù)階段進(jìn)行了全過程分析，并以雙側(cè)壁導(dǎo)坑法為基礎(chǔ)，在考慮流固耦合的條件下，通過對雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工進(jìn)行優(yōu)化，以期找到最優(yōu)的施工方法。
　　本文主要的研究成果有:
　　(1)通過對比分析可知，基于流固耦合計(jì)算模式求解得到的結(jié)果，與不考慮耦合效應(yīng)時(shí)兩者的結(jié)果有較大差異。因此，對于飽和黃土的模擬，應(yīng)考慮土中水的作用，否則將對結(jié)果造成較大影響;
　　(2)對比CRD法與雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的分析結(jié)果，在飽和黃土隧道中，同等

4、條件下六部CRD對于地表沉降、圍巖變形的控制效果要優(yōu)于雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。通過噴射混凝土封閉掌子面后，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法對于圍巖土體變形的控制效果略優(yōu)于六部CRD法;
　　(3)通過對比雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的不同優(yōu)化結(jié)果，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法預(yù)留核心土相對于其他情況，對于控制地表沉降、拱部下沉效果最好;當(dāng)核心土的長度為1m時(shí)，控制變形相對而言最好。
　　綜上所述，文章以實(shí)際工程為依托對象，對淺埋大跨度飽和黃土區(qū)間隧道進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，對施工方法提出合