半成岩地区车站附属隧道开挖变形规律研究

发布时间：2020-04-12 09:44

【摘要】：本文以南宁轨道交通3号线青秀山站复杂隧道群暗挖施工为依托,运用大型有限元软件MIDAS/GTS NX建立了车站整体模型,对车站站厅与下方行车主隧道之间的附属隧道群施工进行了施工模拟。通过数值模型的计算结果,得到了斜扶梯隧道的施工对于围岩的主要影响范围为隧道上方到站厅之间的区域,由于隧道走向的原因,对于围岩的扰动是持续性的。对比了CD法、CRD法以及台阶法三种施工方法,对于隧道自身结构来说,不同开挖方法造成的隧道衬砌结构在X、Y、Z三个方向的位移以及受力都是随着隧道埋深的增加而增加,且在斜扶梯隧道线型由斜向下转为水平的区域,衬砌结构的受力情况复杂,位移分布不均匀,容易产生应力集中现象。三种施工方法中CD法与CRD法对于该工程条件下的斜扶梯隧道施工产生的影响基本上相同,而台阶法因为开挖面积大,对于围岩的扰动较大容易使衬砌结构产生较大的变形。考虑到施工难度以及时间和经济成本,用CD法开挖斜扶梯隧道较为合适。通过比较不同的开挖进尺下斜扶梯隧道的位移以及应力变化情况,得出大的开挖进尺对于隧道衬砌结构的稳定性会产生显著的影响,特别是在隧道线型改变的位置。若在工期条件允许的情况下尽可能采用小的开挖进尺进行施工,对于隧道安全有利。斜扶梯隧道的开挖对于横通道会产生较大的影响,且在破洞后会产生较大的拉应力集中,需要在施工过程中加强对于横通道的监测以及在破洞处设置抗拉钢筋。对于竖井与斜扶梯隧道的开挖顺序做了对比,先开挖斜扶梯隧道并且施做二衬后再施做竖井对于结构的整体稳定性有利。竖井施工对于既有结构的影响主要在于在连接口的位置产生了较大的拉力,需要对该位置进行加强。
【图文】：

第二章 工程背景以及数值模型的建立2.1 工程背景2.1.1 依托工程概况论文的工程背景为南宁地铁三号线第 17 个车站青秀山站。车站主体为地下四层明暗挖结合分离岛式站台车站，是目前国内采用明暗挖结合施工的车站中施工组织及技术难度最大的车站之一。车站总长为 184.7 m，南侧地下四层(依据地势局部为五层结构)站厅层基坑施工采用明挖法，站台隧道以及附属通道结构均采用暗挖法，车站北端设置 60 m 深活塞风亭用于站台隧道暗挖作业施工和相邻站点四台盾构机到达后吊出的任务。车站整体部分由主隧道、联络通道、斜扶梯通道以及施工竖井组成。其中主隧道和横通道采用矿山法进行暗挖，斜扶梯通道以及竖井采用明挖法，由站厅底板向下进行开挖，最终破拆横通道和主隧道衬砌部分，形成整体互通互联结构。具体结构如下 2-1 所示。

图 2-2 隧道线型图南宁地铁青秀山站主体结构由明挖站厅、明挖施工竖井以及暗挖斜扶梯结和暗挖的站台主隧道结构组成。站厅层通过竖井和站台主隧道进行连接，横道双侧连接站台主隧道且体部接斜扶梯通道，斜扶梯通道上接明挖站厅部分接横通道部分。两条站台主隧道二衬边缘相距 18.2 m，三号斜扶梯通道距离站台隧道左线34 m，右线 3.36 m，四号竖井距离三号斜扶梯通道的最近距离为 1.44 m，多条道之间的距离较近或极近。隧道群施工过程中对于隧道中间夹岩造成多次扰，结合工程所在地的地质条件综合考虑，，施工支护难度较大。(2)地质条件差。车站范围内岩土从上至下依次为：表层为可塑～硬塑状素土；中部为硬塑土、坚硬土、半岩半土的泥岩、粉砂质泥岩；下部为粉砂岩、质粉砂岩以及粉细砂岩。明挖车站站厅主体结构主要位于呈半岩半土状的泥、粉砂质泥岩(⑦1-3)，下部进入呈半岩半土状的粉砂岩、泥质粉砂岩(⑦2-3)，暗挖扶梯斜通道、横通道和站台隧道均位于呈半岩半土状的粉砂岩、泥质粉
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U231.3;U451

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本文编号：2624576