软岩地层深埋地铁车站初支拱盖法施工风险控制研究

摘要

大连、青岛等地区基岩埋深较浅，是典型的“上软下硬”地层，地铁车站施工一般采用双侧壁导坑法和拱盖法。随着轨道交通工程的建设，工程设计者们在传统拱盖法的基础上提出了初支拱盖法。目前，传统拱盖法已在大连、青岛、厦门、贵阳等地获得了成功地应用，但初支拱盖法的工程案例和研究成果很少，针对软岩地层深埋地铁车站初支拱盖法的设计、施工更是缺少可借鉴的经验。　　重庆轨道交通9号线红岩村车站埋深在70~100m左右，属于深埋车站，在施工过程中首次使用了初支拱盖法。为了研究初支拱盖法在软岩地层深埋地铁车站中的适用性，同时为红岩村车站的安全施工提供指导，本文以重庆轨道交通9号线红岩村车站为依托，对软岩地层深埋地铁车站初支拱盖法施工进行了风险控制研究。本文的主要研究内容如下：　　①采用WBS-RBS风险耦合分析法，对施工过程中的工作结构和风险结构进行分解和耦合，找到深埋地铁车站初支拱盖法施工过程中的风险源，然后采用层次分析法确定各风险源的风险权重，确定对施工影响较大的风险源。　　②建立有限元二维分析模型，分析深埋地铁车站采用初支拱盖法施工时的稳定性，同时采用强度折减法分析隧道的极限状态，并揭示其破坏模式。　　③建立有限元三维数值模型，对初支拱盖法的拱部左、右导坑开挖和落底开挖工序进行优化，同时，对临时支撑拆除时机进行研究，以降低风险发生的可能性和由此造成的损失。　　④分别建立埋深为50m、100m和150m的三维模型，将统计得出的重庆地区中风化砂质泥岩的物理力学参数按照高、中、低位进行抽样组合形成9种分析工况，分别计算不同埋深条件下9种工况的洞周特征点位移，将所得的位移值域按照t分布进行数理统计，得到隧道洞周特征点的绝对极限位移值和相对极限位移值，从而建立软岩地层深埋地铁车站初支拱盖法施工的变形控制基准。

目录

1 绪 论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容、方法以及技术路线

2 依托工程施工风险分析

2.1 风险分析理论

2.2 红岩村车站工程概况

2.3 依托工程风险识别

2.4 依托工程风险评估

2.5 本章小结

3 初支拱盖法围岩稳定及破坏特征研究

3.1 二维分析模型

3.2 围岩稳定性分析

3.3 围岩破坏模式

3.4 本章小结

4 初支拱盖法施工工序优化与拆撑时机研究

4.1 三维数值模型

4.2 拱部左、右导坑开挖工序优化

4.3 临时支撑拆除时机

4.4 落底开挖工序优化

4.5 本章小结

5 软岩地层深埋地铁车站初支拱盖法变形基准控制研究

5.1 位移控制基准

5.2 位移基准的确定方法

5.3 数值分析有效性验证

5.4 位移控制基准确定

5.5 本章小结

6 主要结论与展望

6.1 主要结论

6.2 创新点

6.3 展望

参考文献

附录

A 作者在攻读硕士期间发表的论文目录

B 作者在攻读学位期间参与科研项目

C 学位论文数据集

致谢

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