超大断面浅埋暗挖地铁车站施工技术研究

摘要

在详细调研了国内外大量相关工程实例的前提下，归纳总结出超大断面浅埋暗挖地铁车站的主要开挖方法、关键施工技术以及各工法的优点和适用范围。通过理论分析与有限元数值模拟计算相结合的方法，利用工程现场实测数据进行对比研究，主要从隧道围岩变形、支护结构受力及施工沉降的角度，经过方案对比分析论证了暗挖车站主体隧道采用台阶法+临时竖向钢支撑的开挖支护方法的可行性及优越性；并分析得出台阶法开挖施工时，各台阶施工的沉降特点。
　　根据工程的实际情况，利用数值模拟计算对重要的施工技术参数进行了优化研究，提出了合理的参数取值范围。分析表明：拱顶埋置深度小于1.0 D时，施工沉降随埋深的增加而增加；拱顶埋置深度大于1.0 D时，施工沉降随埋深的增加而减小，合理的拱顶埋置深度为9.0m-12.0m；适当增加台阶数量能提高隧道掌子面的稳定性，合理的台阶数量为四台阶；在一定范围内提高围岩加固范围能有效地减小围岩变形和施工沉降，但是过大的注浆范围反而不利于围岩受力及对施工沉降控制，合理的围岩加固厚度为：2.0m-3.0m；在保证施工空间要求的前提下，台阶长度越短越有利于沉降控制，合理的台阶长度为3.0m-5.0m。
　　对于超大断面浅埋暗挖地铁车站施工沉降的预测及控制工作，应根据其施工沉降的特点有针对性地进行。本文通过数值模拟所得的施工沉降规律对工程施工沉降进行超前预测，并将施工沉降的总控制值和预警值分配到各个开挖步骤，建立起严密的动态沉降控制体系能更好地控制施工沉降，保证施工安全，对类似工程施工具有一定的指导意义。

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1绪论

1.1选题背景及研究意义

1.2国内外研究动态及发展现状

1.3研究主要内容及技术路线

2超大断面浅埋暗挖地铁车站施工的基本问题研究

2.1超大断面浅埋暗挖地铁车站特征判定

2.2暗挖车站施工的力学分析

2.3暗挖车站施工对地层扰动的分析

2.4施工方案可行性及施工参数优化的评判标准

2.5暗挖车站主要开挖方法及关键施工技术

2.6暗挖地铁车站断面结构形式及工法比选

2.7本章小结

3超大断面浅埋暗挖地铁车站开挖方案数值模拟研究

3.1有限元数值模拟方法

3.2暗挖地铁车站工程简介

3.3暗挖地铁车站开挖方案数值模拟

3.4工程施工监测

3.5本章小结

4超大断面浅埋暗挖地铁车站施工参数优化

4.1暗挖地铁车站埋深的优化研究

4.2暗挖车站台阶数量的优化研究

4.3暗挖车站围岩加固厚度的优化研究

4.4暗挖车站台阶长度的优化研究

4.5本章小结

5超大断面浅埋暗挖地铁车站施工沉降预测及控制

5.1暗挖地铁车站施工沉降的预测

5.2暗挖地铁车站施工沉降控制值的分解

5.3暗挖地铁车站施工沉降控制措施

5.4本章结论

6结论及展望

6.1主要结论

6.2研究展望

致谢

参考文献

附录