大断面平顶直墙车站密贴下穿既有线风险控制技术研究

摘要

近年来，越来越多的城市在制定自己的短期甚至中长期地铁线路网规划，这期间势必会遇到地铁车站下穿既有线的问题。密贴下穿施工作为穿越工程中风险等级最高、施工最复杂、控制标准最严格的工程，是地铁建设中的难题和重点研究的对象。本文以长春地铁卫星广场车站为工程背景，通过理论分析、案例分析、数值模拟、现场实验等方法对大断面平顶直墙车站密贴下穿既有线的施工方法、风险控制措施以及既有线的沉降规律、风险控制标准进行了深入研究，主要进行的工作和研究成果如下:
　　(1)本文从理论上分析了暗挖车站施工的地层变形机理和下穿施工既有线的沉降机理，揭示了下穿施工的受力特点、变形传递方式以及下穿施工对既有结构和轨道造成的影响。
　　(2)通过对大断面暗挖地铁车站施工方法的研究以及不同结构形式的地铁车站在密贴下穿既有线下的受力特性分析，得出了密贴下穿工程最适合的施工方法和车站结构形式。
　　(3)本文依托工程背景，利用三维有限元数值计算研究了既有线结构在三种下穿方案（四导洞洞桩法、六导洞洞桩法、八导洞洞桩法）下的沉降规律，并采用层次权重决策分析法选出最适合本工程的施工方案。
　　(4)通过初期注浆加固实验，本文对选定的施工方案从超前深孔注浆加固、初期支护体系对施工参数进行优化，并通过优化模拟计算和过程控制分析，给出了施工各步序既有线的沉降控制值。
　　(5)本文对现场监测数据综合分析，总结密贴下穿既有线的结构沉降规律和轨道变形规律，并与数值计算结果对比分析，得出数值计算指导施工的可行性，形成一整套大断面平顶直墙车站密贴下穿既有线的风险控制技术，为类似穿越工程提供借鉴。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 理论研究现状

1．2．2 工程案例分析

1．3 研究中存在的问题

1．4 主要的研究内容和方法

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究方法

1．4．3 研究思路

2 隧道下穿施工地层及既有线变形机理研究

2．1 暗挖隧道地层变形机理

2．1．1 单洞隧道地层变形机理

2．1．2 多洞隧道地层变形机理

2．2 既有线变形机理

2．2．1 隧道结构沉降机理

2．2．2 路基沉降机理

2．2．3 轨道线路变形机理

2．3 本章小结

3 大断面车站密贴下穿施工风险控制研究

3．1 下穿工程风险定级

3．1．1 自身风险工程定级

3．1．2 环境风险工程定级

3．2 下穿施工风险控制

3．2．1 车站施工方法分析

3．2．2 车站结构形式分析

3．3 既有线风险控制标准

3．3．1 结构沉降标准

3．3．2 轨道沉降标准

3．4 本章小结

4 大断面平顶直墙车站密贴下穿施工方案研究

4．1 工程概况

4．1．1 地铁车站概况

4．1．2 既有隧道概况

4．2 地铁车站施工方案拟定

4．2．1 施工方案初步比较

4．2．2 有限元模型建立

4．3 不同施工方案模拟分析

4．3．1 四导洞洞桩法计算分析

4．3．2 六导洞洞桩法计算分析

4．3．3 八导洞洞桩法计算分析

4．3．4 综合比较分析

4．4 施工方案选取决策

4．4．1 层次权重决策分析法

4．4．2 施工方案决策

4．5 本章小结

5 密贴下穿施工参数优化及风险控制标准研究

5．1 施工过程初步优化

5．2 超前深孔注浆加固优化

5．2．1 注浆加固方案

5．2．2 注浆实验分析

5．2．3 注浆方案优化

5．3 初期支护体系优化

5．3．1 动态顶升案例分析

5．3．2 千斤顶布置方案

5．4 优化施工模拟计算

5．4．1 施工方案

5．4．2 数值模型

5．4．3 计算分析

5．5 过程控制分析

5．5．1 变位分配控制法

5．5．2 风险控制等级划分

5．5．3 变位分配控制标准

5．6 本章小结

6 密贴下穿施工既有线监控量测与信息反馈

6．1 测点布置方案

6．2 监测数据分析

6．2．1 既有结构沉降分析

6．2．2 变形缝差异沉降分析

6．2．3 轨道形变分析

6．3 本章小结

7．1 主要结论

7．2 存在的问题与展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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