复杂条件下大跨度拱盖法车站施工关键技术研究
发布时间：2023-06-04 20:01
随着城市化进程的不断推进,密集的人员流动和日益拥堵的交通成为制约城市发展的突出问题。地铁以其安全、快速、准时、运量大等特点在越来越多的城市中展开修建,极大地缓解了城市交通系统所面临的压力。地铁车站作为地铁工程中的重点内容,其设计和施工受限于地质条件和周边环境等多种因素的影响。大连地处沿海存在发育的地下水,同时地质条件呈现出明显的上软下硬的特征。大连地铁在早期暗挖车站的施工中引入了软土地区成熟的施工方法,在实际应用过程中暴露了诸多问题:复杂的工序转换以及大量的爆破等辅助措施造成工期延长;岩层的自稳性未充分利用存在较大的安全裕度。工程技术人员在总结传统工法和上软下硬地质条件的基础上创立了一种新型施工方法—拱盖法。作为一种新兴的施工技术,拱盖法仍处于不断发展和改进的阶段,本文以大连地铁5号线在建的石葵路站为背景,针对工程大跨、硬岩、富水等特征对工程施工中的沉降和应力变形规律、导洞支护施作时机、爆破和流固耦合作用下的稳定性等问题展开研究。主要的研究工作如下:(1)建立石葵路站三维有限差分数值计算模型,计算并分析了施工各阶段的沉降变形和受力特征,据此给出相应的施工建议。同时对主要施工参数进行了优...
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 浅埋暗挖法研究现状
1.2.2 拱盖法研究现状
1.2.3 围岩与支护相互作用关系研究
1.2.4 流固耦合研究现状
1.2.5 当前研究存在的不足
1.3 主要研究内容
1.4 研究技术路线
2 大跨度拱盖法不同施工工序下应力及变形特征研究
2.1 工程背景
2.2 暗挖施工方案比选
2.3 拱盖法施工流程
2.4 数值计算模型建立与施工模拟
2.4.1 三维数值模型
2.4.2 测点布置
2.5 结果分析
2.5.1 车站范围内整体地表沉降分析
2.5.2 拱盖法各施工工序围岩应力分析
2.5.3 大断面导洞的开挖控制间距对沉降变形的影响
2.5.4 钢支撑支护间距对高边墙位移的影响
2.5.5 岩体开挖顺序对高边墙位移的影响
2.6 本章小结
3 拱盖法主体导洞施工初期支护时机研究
3.1 理论基础
3.1.1 收敛-约束原理
3.1.2 最佳支护时机选择方法
3.1.3 单元状态指标判别方法
3.2 导洞三维数值建模与监测点布置
3.2.1工程概况
3.2.2 数值模型
3.2.3 监测点位与计算方案
3.3 导洞最佳支护时机判别
3.3.1 判别方法1—位移突变
3.3.2 判别方法2—单元安全度
3.4 导洞最佳支护距离确定
3.5 本章小结
4 车站主体爆破施工对周边环境的影响研究
4.1 石葵路站爆破设计
4.1.1 总体爆破设计思想
4.1.2 爆破参数
4.2 爆破荷载等效计算
4.2.1 爆破荷载加载形式
4.2.2 爆破荷载峰值计算
4.2.3 爆破荷载施加
4.3 FLAC3D动力计算基本原理
4.3.1 本构模型
4.3.2 动力方程
4.3.3 边界条件
4.3.4 动力荷载和力学阻尼
4.4 数值计算模型建立与施工模拟
4.4.1 地下管线分布
4.4.2 数值计算模型
4.4.3 监测点位布置
4.5 结果分析
4.5.1 后行导洞爆破对先行导洞的影响分析
4.5.2 导洞爆破对地下管线的影响分析
4.5.3 导洞爆破对周围地层的影响
4.5.4 下部岩体爆破对二衬结构的影响
4.5.5 爆破进尺优化分析
4.6 本章小结
5 流-固耦合作用下车站支护结构稳定性分析
5.1 地下工程中流-固耦合作用
5.2 石葵路站水文地质概况
5.2.1 区域水文
5.2.2 石葵路站场地内地下水情况
5.2.3 各岩土层的富水性及渗透系数
5.3 理论基础
5.3.1 FLAC3D流-固耦合计算基本原理
5.3.2 基于单元安全度的岩体渗透系数的变化
5.3.3 计算思路:渗流→爆破→ZSI渗透系数变化
5.4 渗流计算参数与监测点布置
5.4.1 渗流计算参数
5.4.2 监测点布置
5.5 结果分析
5.5.1 孔隙水压及渗流场分析
5.5.2 支护结构变形分析
5.5.3 支护结构受力分析
5.5.4 爆破动荷载对围岩渗透系数影响分析
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
本文编号：3830919
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 浅埋暗挖法研究现状
1.2.2 拱盖法研究现状
1.2.3 围岩与支护相互作用关系研究
1.2.4 流固耦合研究现状
1.2.5 当前研究存在的不足
1.3 主要研究内容
1.4 研究技术路线
2 大跨度拱盖法不同施工工序下应力及变形特征研究
2.1 工程背景
2.2 暗挖施工方案比选
2.3 拱盖法施工流程
2.4 数值计算模型建立与施工模拟
2.4.1 三维数值模型
2.4.2 测点布置
2.5 结果分析
2.5.1 车站范围内整体地表沉降分析
2.5.2 拱盖法各施工工序围岩应力分析
2.5.3 大断面导洞的开挖控制间距对沉降变形的影响
2.5.4 钢支撑支护间距对高边墙位移的影响
2.5.5 岩体开挖顺序对高边墙位移的影响
2.6 本章小结
3 拱盖法主体导洞施工初期支护时机研究
3.1 理论基础
3.1.1 收敛-约束原理
3.1.2 最佳支护时机选择方法
3.1.3 单元状态指标判别方法
3.2 导洞三维数值建模与监测点布置
3.2.1工程概况
3.2.2 数值模型
3.2.3 监测点位与计算方案
3.3 导洞最佳支护时机判别
3.3.1 判别方法1—位移突变
3.3.2 判别方法2—单元安全度
3.4 导洞最佳支护距离确定
3.5 本章小结
4 车站主体爆破施工对周边环境的影响研究
4.1 石葵路站爆破设计
4.1.1 总体爆破设计思想
4.1.2 爆破参数
4.2 爆破荷载等效计算
4.2.1 爆破荷载加载形式
4.2.2 爆破荷载峰值计算
4.2.3 爆破荷载施加
4.3 FLAC3D动力计算基本原理
4.3.1 本构模型
4.3.2 动力方程
4.3.3 边界条件
4.3.4 动力荷载和力学阻尼
4.4 数值计算模型建立与施工模拟
4.4.1 地下管线分布
4.4.2 数值计算模型
4.4.3 监测点位布置
4.5 结果分析
4.5.1 后行导洞爆破对先行导洞的影响分析
4.5.2 导洞爆破对地下管线的影响分析
4.5.3 导洞爆破对周围地层的影响
4.5.4 下部岩体爆破对二衬结构的影响
4.5.5 爆破进尺优化分析
4.6 本章小结
5 流-固耦合作用下车站支护结构稳定性分析
5.1 地下工程中流-固耦合作用
5.2 石葵路站水文地质概况
5.2.1 区域水文
5.2.2 石葵路站场地内地下水情况
5.2.3 各岩土层的富水性及渗透系数
5.3 理论基础
5.3.1 FLAC3D流-固耦合计算基本原理
5.3.2 基于单元安全度的岩体渗透系数的变化
5.3.3 计算思路:渗流→爆破→ZSI渗透系数变化
5.4 渗流计算参数与监测点布置
5.4.1 渗流计算参数
5.4.2 监测点布置
5.5 结果分析
5.5.1 孔隙水压及渗流场分析
5.5.2 支护结构变形分析
5.5.3 支护结构受力分析
5.5.4 爆破动荷载对围岩渗透系数影响分析
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
本文编号：3830919
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3830919.html
