地鐵車(chē)站施工方案研究
時(shí)間:2022-09-13 02:44:24
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摘要:隨著我國(guó)地鐵建設(shè)進(jìn)程的加快,淺埋暗挖法在地鐵建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。選擇合理的施工工法和施工工序有利于規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、加快進(jìn)度和節(jié)約投資。本文以徐州地鐵車(chē)站為依托,借助于有限元軟件Midas/GTS建立數(shù)值計(jì)算模型,主要對(duì)徐州某單層暗挖地鐵車(chē)站的單洞采用CRD法進(jìn)行了開(kāi)挖過(guò)程的數(shù)值模擬,研究了車(chē)站開(kāi)挖時(shí)的位移場(chǎng),得出了最佳的開(kāi)挖工序。
關(guān)鍵詞:淺埋暗挖;開(kāi)挖工序
起初,我國(guó)地鐵車(chē)站的施工方法:為明挖法、蓋挖法以及暗挖法;前期暗挖法以淺埋暗挖法[1-3]為主,其中,暗挖法主要分為全斷面法、臺(tái)階法、分部開(kāi)挖法等。分部開(kāi)挖法分為雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、洞樁法、中洞法、中隔壁法、交叉中隔壁法(CRD)、環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留核心土法等[4]。本文針對(duì)徐州地鐵1號(hào)線某車(chē)站周邊環(huán)境和圍巖情況,重點(diǎn)開(kāi)展了實(shí)際工程地鐵車(chē)站CRD工法施工工序的比選,希望能為同類(lèi)型的施工提供借鑒和思路。
一、建模
1.1隧道尺寸及塊體劃分在本次數(shù)值計(jì)算中,隧道斷面尺寸為寬9.21m,高9.35m,隧道外圍是2.5m厚的錨桿加固區(qū),初期支護(hù)為15cm的C25混凝土,中隔墻及臨時(shí)橫撐為15cm的剛架,CRD法的塊體劃分情況、開(kāi)挖順序分別如圖1、表1所示。1.2模型材料參數(shù)及施工順序計(jì)算模型中,隧道圍巖假定為均質(zhì)各向同性材料,選取常用的彈塑性本構(gòu)模型、Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則進(jìn)行非線性靜力分析,其余材料均使用線彈性本構(gòu)關(guān)系。CRD工法的巖土材料參數(shù)選取如表2所示。
二、CRD工法不同工序模擬結(jié)果對(duì)比分析
與應(yīng)力相比,隧道開(kāi)挖過(guò)程中的位移顯現(xiàn)情況是防止隧道失穩(wěn)更重要的指標(biāo),尤其是作為淺埋隧道頂板的下沉量,更是控制隧道開(kāi)挖變形量的重點(diǎn)。結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果,從隧道位移云圖分析,以得到CRD法不同開(kāi)挖工序的圍巖位移的演化規(guī)律。同樣的,位移云圖也無(wú)法通過(guò)量化數(shù)據(jù)來(lái)判定開(kāi)挖順序的優(yōu)劣,不將其作為判定工序優(yōu)劣的指標(biāo)。與應(yīng)力數(shù)據(jù)分析時(shí)的側(cè)重不同,對(duì)待位移數(shù)據(jù),主要參考隧道不同部位隨開(kāi)挖擾動(dòng)形成的最終位移量值。選取同部位不同施工順序的位移量絕對(duì)值最大及最小值,兩者做比較,得出其百分比,同時(shí)對(duì)隧道各部位按位移量大小采用最優(yōu)、較好、較差和最差四個(gè)等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。由圖3和表5中的最優(yōu)及最差工法位移量比值可知,不同開(kāi)挖順序產(chǎn)生的位移量差別很大,在隧道工程施工方案選擇中,合適的施工順序非常必要。隧道不同部位的評(píng)價(jià)結(jié)果從整體上分析,第一種開(kāi)挖順序是最合理的,若考慮拱頂在淺埋隧道失穩(wěn)中的權(quán)重,第二種開(kāi)挖工序最優(yōu)。將兩者結(jié)合起來(lái),僅就位移量,可判定隧道CRD法不同開(kāi)挖方案的合理性排序?yàn)榈谝环N、第二種、第三種、第四種。
綜上,隧道CRD法不同開(kāi)挖方案合理性評(píng)價(jià)項(xiàng)目有塑性區(qū)、應(yīng)力和位移等三方面,由于塑性區(qū)與應(yīng)力、位移在淺埋隧道施工中權(quán)重不同,最終位移量值顯得更重要,鑒于此情況,本文重點(diǎn)模擬、考慮了位移量的評(píng)價(jià)結(jié)果,綜述所述,隧道CRD法不同開(kāi)挖方案以第一種最為合理。
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作者:趙駿 錢(qián)鑫 洪亮 單位:中國(guó)市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司江蘇分院
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