地铁车站洞桩法施工对地表沉降的影响研究

摘要

随着城市地下空间的发展，洞桩法作为一种新兴的地铁车站施工技术已经越来越多地被应用到城市地铁建设中。该工法在北京地铁建设中已获得了显著的经济和社会效益，具有良好的发展前景和推广价值。因此，有必要对洞桩法施工引起的地表沉降进行系统的、细致的研究，减少施工对环境造成的影响。为了进一步分析洞桩法施工各个阶段对地表沉降的影响规律，本文结合北京地铁14号线蒲黄榆车站工程实际从以下几个方面进行了细致研究:
　　(1)采用Midas-GTS有限元软件模拟了4种导洞开挖方案，分析各种方案的最大地表沉降值、拱顶沉降值、洞周水平位移、洞底隆起值、分步沉降量、平均沉降速率等指标，经过比较得出导洞的最优开挖方案为方案Ⅳ。
　　(2)运用有限元软件模拟蒲黄榆车站的动态施工过程，模拟的施工过程大致与现场施工步骤相同，分析导洞开挖阶段、扣拱施作阶段、站厅层施作阶段和站台层施作阶段四个典型施工过程引起的地表沉降规律以及沉降原因。
　　(3)统计现场实测数据，细致地分析实际各个施工阶段引起的地表变形规律。将现场实测数据与数值模拟结果进行对比分析总结规律，提出洞桩法施工中减少地表沉降的措施及建议，对以后类似工程的施工具有一定的指导意义。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容及研究方法

2 地铁车站洞桩法的施工背景及理论

2．1 隧道开挖引起的地层变形规律

2．1．1 地层变形原因

2．1．2 地层变形的影响因素

2．1．3 地表横向沉降规律

2．1．4 地表纵向沉降规律

2．2 工程概况

2．2．1 工程背景简介

2．2．2 工程地质和水文地质

2．2．3 工程环境与工程特点

2．3 地铁车站洞桩法施工概况

2．3．1 施工方法的选择

2．3．2 车站主体结构型式

2．3．3 车站主体施工步骤

2．3．4 车站设计原则

2．4 小结

3 车站导洞开挖方案比选

3．1 群洞效应研究

3．1．1 群洞引起的地层沉降规律

3．1．2 群洞效应的控制方法

3．2 数值模拟

3．2．1 确定参数

3．2．2 边界条件

3．2．3 确定模型

3．3 导洞开挖方案比选

3．3．1 开挖方案选取

3．3．2 确定比选内容

3．4 结果分析

3．4．1 横向沉降结果对比分析

3．4．2 纵向沉降结果对比分析

3．5 小结

4 车站施工方案模拟

4．1 相关假设及模型参数

4．1．1 工序模拟简化

4．1．2 确定材料参数

4．1．3 确定边界条件

4．1．4 数值模拟的假定条件

4．1．5 建立模型

4．1．6 施工工序模拟

4．2 数值模拟结果分析

4．2．1 导洞开挖阶段

4．2．2 扣拱施作阶段

4．2．3 站厅层施作阶段

4．2．4 站台层施作阶段

4．2．5 累计结果分析

4．3 小结

5 现场监测结果分析

5．1 现场监测意义及方案

5．1．1 现场监测意义

5．1．2 现场监测方案

5．2 数据处理及分析

5．2．1 导洞开挖阶段

5．2．2 扣拱施作阶段

5．2．3 站厅层施作阶段

5．2．4 累计沉降分析

5．3 与数值计算对比分析

5．4 施工结论及建议

5．4．1 施工结论

5．4．2 施工建议

5．5 小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历

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