北京地铁四号线白学区间双渡线段施工关键技术研究

摘要

新奥法(浅埋暗挖法)是我国地铁隧道修建广泛应用的方法之一。采用浅埋暗挖法修建渡线段在国内外成功的实例很多，但是由于自学区间的双渡线段结构型式有别于目前国内常见的渡线型式，具有跨度大，断面变化频繁，结构复杂，洞群效应明显的特点，渡线段离地表较近，地表为交通繁忙的中关村南大街，地层沉降控制标准高，因此，渡线段施工是一个重要技术难点。在施工过程中根据实际情况对施工顺序和断面工法及支护结构进行了优化，制定了新的施工方案。本文使用FLAC<'3D>软件对优化的施工方案进行数值模拟，研究了方案施工中的薄弱环节、地表沉降规律和塑性区分布情况，通过数值模拟分析，从理论上验证优化施工方案的可行性。在施工过程中进行严格的地表沉降、土应力、钢筋应力监测，收集了比较完整的监测数据。通过对数值模拟和监测结果的分析，验证了最大地表沉降值50mm在本隧道施工是安全的，可以作为类似工程参考依据。

目录

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致谢

1概述

1.1工程背景

1.1.1工程规模

1.1.2结构形式及工法简介

1.1.3工程地质与水文地质情况

1.2国内外地铁渡线隧道施工技术现状

1.2.1地铁渡线介绍

1.2.2国外地铁渡线隧道施工技术现状

1.2.3国内地铁渡线隧道施工技术现状

1.3论文研究重点解决的关键技术问题

1.4主要研究内容

2双渡线段施工方案研究

2.1渡线隧道结构及环境特点

2.2施工难点分析

2.3原方案总体施工顺序

2.4原方案隧道各断面的开挖步骤、技术措施及施工工艺说明

2.4.1单线马蹄形隧道标准断面短台阶法施工

2.4.2单线马蹄段隧道CRD施工方法

2.4.3双线连拱段隧道施工方法

2.4.4断面7-7、8-8断面的施工

2.5根据现场施工对专项方案的调整

2.5.1暗挖隧道掘进顺序优化设计

2.5.2暗挖隧道各断面优化

3双渡线施工的力学机理分析

3.1隧道支护和预支护措施的模拟

3.1.1网格栅钢拱架的力学模拟

3.1.2网喷混凝土的力学模拟

3.1.3注浆小导管的力学模拟

3.2隧道施工地表沉降机理分析

3.2.1地表沉降基本概念介绍

3.2.2隧道施工地表沉降成因分析

3.3 FLAC3D软件及其特点

3.4双渡线段模型

3.4.1地质、水文条件

3.4.2荷载和边界条件

3.4.3计算力学模型

3.4.4支护措施模拟及参数确定

3.5建模段1的施工过程力学性态三维模拟分析

3.5.1建模段1计算模型的建立

3.5.2建模段1计算结果分析

3.5.3 5-5断面分布开挖沉降控制计算

3.5.4建模段1数值模拟结论

3.6建模段2的施工过程力学性态三维模拟分析

3.6.1建模段2计算模型的建立

3.6.2建模段2计算结果分析

3.6.3数值模拟结论

3.7建模段3的施工过程力学性态三维模拟分析

3.7.1建模段3计算模型的建立

3.7.2建模段3计算结果分析

3.7.3模拟计算结论

4工程施工监测

4.1监测目的和项目

4.1.1监测目的

4.1.2监测项目

4.2测量仪器和测量方法

4.3测量布置

4.3.1钢筋应力、土压力测点分布

4.3.2地表沉降测点分布

4.4施工阶段监测结果概况

4.4.1 2006.12.8(5-5断面1和2号导洞完成)监测结果

4.4.2 2007.1.1(5-5断面3和4号导洞完成)监测结果

4.4.3 2007.2.10(5-5断面4和4’号导洞完成)监测结果

4.4.4 2007.4.10(5-5断面5和5’号导洞完成)监测结果

4.4.5 2007.5.1(5-5断面6和6’号导洞完成)监测结果

4.4.6 2007.6.1监测结果

4.5钢筋应力监测结果统计

4.5.1钢筋应力闭合曲线

4.5.2钢筋应力时态曲线图及分析

4.6地表沉降监测数据统计

4.6.1施工过程中地表沉降槽

4.6.2典型测点沉降曲线及分析

4.7监测总结

5结论

参考文献

附录A

索引

作者简历