北京地铁动物园车站盖挖逆作法施工关键技术研究

摘要

随着我国城市地下轨道交通的飞速发展,明挖法、浅埋暗挖法和盖挖法已普遍应用于地铁车站施工。盖挖法作为近年来在城市交通繁忙主干道、繁华闹市区采用的施工方法,在环境的影响程度、技术成熟性、经济性及风险性等诸方面表现出独特的优势,具有较高的社会和经济效益。 在充分了解国内外盖挖法的理论、实践和应用的基础上,本文基于北京地铁4号线动物园车站工程实践,首先阐述了车站的工程概况、特点及难点,通过比较暗挖法、暗挖逆作法、盖挖顺作法、盖挖逆作法方案的技术特点和可行性,并结合经济性分析采用盖挖逆作法。其次,提出并充分研究了盖挖法施工的关键技术,形成了成套的中间桩(柱)施工及定位技术、结构防水技术、地层沉降控制技术,对动物园车站的施工提供了有力的技术支持和保障。最后,结合有限元数值模拟分析结构、地层的沉降,并将预测的沉降量分阶段控制标准应用于各施工工况,通过信息化监控量测,优化设计方案,反馈施工,进一步优化了施工工艺与技术措施,实现了盖挖逆作法施工的安全风险管理目标。 盖挖逆作法在动物园车站的成功实践进一步完善了《地下工程盖挖逆作施工法》,对其在地铁工程中的广泛应用提供了又一整套完善的施工技术。

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论文说明：图表目录

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第1章绪论

1.1工程背景及研究意义

1.2国内外盖挖逆作法的施工现状

1.3研究存在的问题及研究方向

1.4本文的研究内容与方法

1.4.1研究内容

1.4.2研究方法

第2章工程概况

2.1动物园车站设计概况

2.1.1地面状况

2.1.2现况道路及交通状况

2.1.3地下构筑物

2.1.4地下管线

2.2工程地质、水文地质条件及其与工程结构的关系

2.2.1工程地质

2.2.2水文地质

2.2.3地质、水文与车站结构的关系

第3章设计、施工技术方案研究

3.1暗挖中洞法

3.1.1暗挖法施工方案的选择

3.1.2暗挖主体结构型式

3.1.3施工步骤与辅助施工措施

3.2暗挖逆作法

3.3盖挖顺作法

3.4盖挖逆作法

3.5技术经济比较

第4章盖挖逆作法施工关键技术研究

4.1盖挖法施工方案优化

4.1.1设计施工方案

4.1.2设计施工方案优化

4.2地面交通组织与疏导

4.2.1站位交通现状

4.2.2交通组织与疏导

4.3结构防水

4.3.1单组分聚氨酯涂膜

4.3.2膨润土防水

4.3.3特殊部位防水

4.4中间桩(柱)施工及定位关键技术

4.4.1中桩(柱)施工

4.4.2中桩试验

4.4.3施工工序流程

4.4.4施工要点

4.4.5防止护壁坠落损坏措施

4.4.6定位器设计与安装

4.4.7钢管柱上口固定支架

4.4.8钢管柱的安装

4.4.9灌杯口水泥浆液

4.4.10桩底压浆

4.5控制地层沉降技术

4.5.1桩(柱)施工工艺控制

4.5.2基坑开挖对桩(柱)竖向位移的影响

4.5.3桩与结构的沉降差

4.5.4控制坑底隆起

第5章车站主体结构受力及变形研究

5.1车站结构三维模拟

5.1.1 ANSYS有限元计算原理

5.1.2中桩(柱)、边桩差异沉降控制

5.1.3竖向差异沉降3mm计算结果

5.2盖挖逆作法施工过程二维模拟

5.2.1有限元计算原理

5.2.2计算模型及参数

5.2.3计算结果分析

5.3三维施工效应计算分析

5.3.1计算模型及参数

5.3.2计算结果分析

5.4盖挖逆作法桩、柱结构受力原理

5.4.1各施工阶段的受力分析

5.4.2中间桩(柱)受力原理

5.4.3边桩(墙)受力原理

5.5变形分配控制体系

5.5.1变形分配的原理

5.5.2变形分配控制体系的实施

5.6本节小结

第6章信息化监控量测及反馈技术

6.1监测方案的制定及优化

6.2监测数据分析

6.2.1车站地表沉降

6.2.2车站顶板结构钢筋内力

6.2.3围护桩钢筋内力

6.2.4围护桩土压力

6.2.5围护桩顶沉降

6.2.6地下一层底板沉降

6.2.7地下一层侧墙沉降

6.2.8地下一层中桩(柱)沉降

6.3监测成果反馈

结论

参考文献

致谢