轻轨车站复杂交错空间近接施工影响及施工优化研究

发布时间：2017-09-01 01:30

  本文关键词：轻轨车站复杂交错空间近接施工影响及施工优化研究

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【摘要】：近年来,地下轨道交通成为缓解城市交通压力问题最为有效的方式,纵横交错的轨道交通线路势必交叉成网、互相换乘,以方便人们日常的出行需求。随着规划线路的一一开工,新建轻轨车站隧道开挖施工势必会对既有运营车站产生一定的不利影响,进一步深入研究复杂交错空间隧道近接施工影响,优化隧道施工工艺与方法,以确保隧道施工和既有车站结构与运营安全,就显得十分必要。论文以重庆市轨道交通环线一期冉家坝站工程为依托,针对依托工程B区交错空间近接施工问题,运用理论分析、现场观测试验和数值模拟分析等研究方法,通过近接施工过程中的隧道结构与围岩的力学特性分析,展开了复杂交错空间近接施工影响与施工优化研究,得到如下研究结论与成果:1、基于隧道施工力学机理、隧道开挖引起的围岩应力分布规律、地层变形原因和位移规律以及近接施工对既有结构的影响等方面,开展了地下工程近接施工理论分析与研究,为依托工程近接施工的力学特性研究提供了理论依据。2、开展了依托工程现场观测试验与结果分析,得到了冉家坝车站隧道近接施工过程中地表沉降、围岩压力与位移、支护结构力学行为以及运营6号线轨行区沉降变化间的关系,明确了新建车站隧道施工影响区内位移、应力对上部车站换乘结构的影响。3、建立了交错空间近接施工隧道开挖数值分析模型,开展了隧道开挖过程中典型断面的隧道结构与围岩力学特性对比分析,提出了优选施工方案。结果表明,方案Ⅰ、Ⅱ的数值模拟计算各项结果均处于安全可控范围内,但方案Ⅰ在围岩应力、围岩位移、地表沉降、塑性变形区域等各方面均优于方案Ⅱ,两者在中隔墙竖向受力方面基本相同;出于安全为主的原则,分析认为方案Ⅰ产生的不利影响较小更为合理,综合考虑,建议选取方案Ⅰ。4、开展了针对在竖直方向上不同近接程度的施工力学特性数值分析,结果表明随着新建隧道拱顶距上部既有通道结构底板距离的增大,隧道结构与围岩底板位置位移与应力均呈现出逐渐减弱的趋势,说明新建隧道开挖对既有结构稳定性的相互影响随之逐渐减弱,进一步明确了近接施工的相互影响程度。5、通过实测数据与模拟数据对比分析得出,模拟值与实测值相比较整体略有偏小,但呈现出的曲线变化趋势基本相同,总体上看来两者基本吻合,说明数值模拟计算在一定程度上反映出了近接施工过程中的力学特性及其影响,为实际工程提供了一定的参考与指导。
【关键词】：轻轨地铁 交错空间 近接施工 力学特性 施工优化
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U492.433
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.1.1 课题背景11
• 1.1.2 研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 地下工程近接施工及其影响12-14
• 1.2.2 地下工程近接施工研究14-17
• 1.3 研究目标与主要内容17-18
• 1.3.1 研究目标17
• 1.3.2 主要研究内容17-18
• 1.4 研究方法及技术路线18-21
• 1.4.1 研究方法18-19
• 1.4.2 研究技术路线19-21
• 第二章 地下车站近接施工力学行为影响分析21-37
• 2.1 概述21-27
• 2.2 隧道施工引起地层变形27-29
• 2.2.1 隧道施工地层变形原因27
• 2.2.2 隧道施工地层位移规律27-29
• 2.3 近接施工力学行为影响分析29-35
• 2.3.1 近接施工对既有结构的影响分析29-33
• 2.3.2 近接施工的影响因素及其表达式33-34
• 2.3.3 近接施工影响判断准则34-35
• 2.4 本章小结35-37
• 第三章 现场观测试验及数据分析37-57
• 3.1 依托工程介绍37-41
• 3.1.1 工程概况37
• 3.1.2 工程地质37-38
• 3.1.3 设计概况38-39
• 3.1.4 工程难点39-41
• 3.2 现场观测试验目的及内容41-46
• 3.2.1 现场观测试验目的41-42
• 3.2.2 现场观测试验内容与方法42-46
• 3.3 现场观测试验数据结果与分析46-55
• 3.3.1 典型断面D-3 及断面D-5 拱顶沉降47-49
• 3.3.2 典型断面D-3 及断面D-5 净空收敛49-51
• 3.3.3 典型断面D-3 应力监测51-53
• 3.3.4 典型断面D-3 及断面D-5 地表沉降监测53-54
• 3.3.5 运营6号线轨行区沉降监测54-55
• 3.4 本章小结55-57
• 第四章 交错空间近接施工隧道开挖数值分析57-85
• 4.1 数值计算基本原理与本构模型57-61
• 4.1.1 FLAC~(3D)软件计算基本原理57-58
• 4.1.2 本构模型58-61
• 4.2 轻轨车站B区数值分析模型61-64
• 4.2.1 数值计算模型尺寸61
• 4.2.2 材料参数61-62
• 4.2.3 支护结构体系模拟62-63
• 4.2.4 数值模拟计算模型建立63-64
• 4.3 隧道动态施工数值模拟及施工优化64-76
• 4.3.1 隧道动态数值模拟方案64-67
• 4.3.2 两种近接施工方案对比分析67-76
• 4.4 隧道施工近接程度对比分析76-80
• 4.5 实测数据与模拟数据对比分析80-82
• 4.5.1 围岩位移对比80-81
• 4.5.2 围岩应力对比81
• 4.5.3 地表沉降对比81-82
• 4.6 本章小结82-85
• 第五章 结论与展望85-87
• 5.1 结论85-86
• 5.2 展望86-87
• 参考文献87-91
• 致谢91-93
• 附录A93

【参考文献】

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本文编号：769146