地铁新线车站穿越既有线车站的施工力学分析

摘要

当前，大城市轨道交通路网的规划和建设中，新建线路穿越既有线路车站是不可避免的问题，其近距施工时相互影响非常复杂，如何把这些影响降到最低限度，既能保证新结构物的施工顺利进行，又能保证既有线路安全、正常运营，寻求一种安全、合理、经济的施工方法就成为一项重要的课题。、由于我国各大城市的地铁路网建设还不完善。可以预见，今后地铁路网建设的过程中会不断出现新修线路车站与既有线路车站立体交叉的工程。毫无疑问，对施工中新建线路车站穿越既有线路车站的影响，以及近距施工时的相互影响深入研究是十分有益而且必要的。 本文以广州地铁体育西路车站为研究对象，通过数值计算模拟新建地铁线车站下穿既有地铁车站时的施工过程，分析下穿车站对既有车站的影响，主要研究以下几个内容： (1)计算采用弹塑性三维有限元的地层与结构共同作用模式，考虑了施工过程中的空间效应，通过有限元软件Ansys进行施工力学分析，得到施工过程中新修车站和既有车站结构的变形、受力的规律，以及施工引起的地表沉降。 (2)研究施工中地表沉降对既有线运营的影响，合理选取力学参数和支护结构参数。采取合理的开挖方式，减少开挖进尺，加强超前支护，减小爆破施工对围岩的扰动，在保证既有车站安全运营的阿时，顺利完成新修线路车站的建设。 (3)为了便于暗挖隧道施工的监控量测，研究地铁暗挖隧道施工对既有结构物安全的评价指标和方法，并参考以往施工经验，计算得出地表沉降控制值，做为施工监控量测的指标。 本文最后就主要的结论、研究的不足与建议进行了论述，提出了自己的观点和见解。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.2隧道近接施工研究现状

1.3复杂条件下隧道近接施工地表沉降研究

1.4论文研究目标

1.5论文研究的内容、方法

第2章隧道施工力学理论概述

2.1隧道施工力学基本理论

2.1.1隧道施工力学基本概念

2.1.2隧道施工力学基本原理

2.2隧道开挖后的力学行为

2.2.1有支护体系隧道围岩的应力状态

2.2.2岩石和岩体的破坏准则

2.2.3弹塑性有限元方程

2.2.4隧道开挖模拟的基本方法

2.3隧道开挖引起的地表沉降的控制标准

2.3.1按地面环境要求分析地下建筑物对地表沉降的控制标准

2.3.2按地面环境要求分析地表下沉控制标准

2.3.3由隧道上方轨道安全确定地表下沉控制标准

2.4本工程隧道开挖的地表沉降控制基准值计算

2.4.1工程概况

2.4.2地表沉降控制标准值计算

2.5本章小结

第3章三维有限元模型的计算与分析

3.1有限元模型的建立

3.1.1有限元计算的有关假定

3.1.2计算单元选取

3.2立体交叉车站模型的建立

3.2.1几何模型及计算工况

3.2.2计算参数选取

3.3计算过程

3.4计算结果

3.4.1地表沉降及结构变形

3.4.2围岩应力

3.4.3一号线和三号线车站结构的应力

3.4.4一号线和三号线车站结构的内力和安全系数

3.4.5地表沉降曲线

3.5本章小结

第4章三号线车站暗挖隧道施工技术研究和分析

4.1施工原则

4.2施工辅助措施

4.3施工步骤

4.4施工注意事项

4.5施工中监控量测

4.6本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文