暗挖地铁车站施工中隔壁合理拆撑步距研究

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1、暗挖地铁车站施工中隔壁合理拆撑步距研究：地铁车站施工，由于断面和跨度大，施工步序复杂，极易出现安全性问题。本文结合大连地铁一号线某车站，利用Midas软件对暗挖地铁车站施工中的合理拆撑步距进行研究。通过研究，给出了合理的拆撑步距建议，对以后类似工程具有参考价值。　　　　关键词：暗挖地铁车站，中隔壁，拆撑步距　　　　　　1前言　　大连地铁某车站采用中洞法施工，由于中洞法施工步骤复杂，体系转换工序多，极易引起安全事故。考虑到目前大连地区地铁开挖尚无相关的经验可循，由理论可知，采用中洞法施工地铁车站过程中，车站内部中隔壁的拆除过程中存在较频繁的应力转化，对车站主体结构受力

2、极为不利。本文将研究大连地区所在地质条件下，按不同步距拆除中隔壁过程中车站拱顶的沉降速率的变化规律，通过变化规律总结出大连地区采用中洞法修建地铁车站时较为合适的拆撑步距，为后续施工提供参考,确保施工安全，并希望对以后同类工程具有借鉴意义。　　2工程概况　　根据设计采用的施工工序，黑石礁车站首先采用台阶法（分步支护）贯通风道，后采用中洞法从风道与主体断面的交接处开挖车站主体断面，中洞法开挖车站主体结构过程中采用竖向挖成台阶后同步推进的方法，同时每步开挖都做好初期支护。纵向贯通后，分段拆除中隔壁，并及时施作二衬和中板。　　3数值模拟分析　　3.1模型参数　　岩体基本质量

3、等级为V级，考虑实际工程有许多不确定的因素，参考工程的经验值，在计算模型中，中风化板岩和全风化板岩的弹性模量都给作了适当的折减，同时其粘聚力C和摩擦角φ也做适当折减。对于初期喷射混凝土，考虑时间效应，将其弹模适当折减，另外模型中地表简化为水平。　　根据实际环境的影响，结合相关的参数折减理论，计算得到模型中各种材料计算参数见表1。　　表1模型采用参数取值表　　　　　　　　6m，12m，18m时中隔壁上方拱顶的沉降变化曲线，可知拆撑步距为6m时拱顶沉降速率较平缓，而拆撑步距为12m和18m时，拱顶沉降速率较快。拆撑步距为6m时，每次拆撑导致沉降约为3mm，拆撑步距为12

4、m时，每次拆撑导致沉降约为5mm，拆撑步距为18m时，每次拆撑导致最大沉降约6mm，占拱顶沉降最大值的20%以上。施工过程中建议根据实际地层的变化情况控制拆撑步距为6-12m。　　表２中隔壁上方拱顶随拆撑步距的沉降　　　　　　　　3.2计算模型　　有限元模型的边界条件为：上部地表为自由边界，沿X轴和Y轴方向的四个侧面约束模型的水平方向位移，底边界约束模型的竖向位移。初始应力场按自重应力场考虑。基本可变荷载主要为地面超载，人群荷载，施工荷载和设备荷载，考虑黑石礁车站上方人流量大以及行车密度大的特点，计入车站上方厂房的影响，模型中按均布荷50KN/m2考虑。其计算模型图

5、和中隔壁的模拟图如图1和图2。　　　　　　　　3.3拆撑步距分析　　表格2中给出距离风道不同位置处（3m，9m，15m，21m，27m，33m，39m）的车站主体结构拱顶上方沉降随拆撑步距不同的变化值，从表格中可知，只要及时施作二衬，拱顶沉降随拆撑步距变化影响不大，但拆撑步距直接影响拱顶沉降速率，沉降过快可能导致拱顶上方岩体的塌落等，对施工安全影响不利。图a、b、c分别显示拆撑步距分别为　　　　　　　　4结论　　通过对地铁车站施工的数值模拟，我们可以得出以下结论：　　（1）计算表明，当拆撑步距为6m时，拱顶沉降速率较平缓，为3mm/次；当拆撑步距为12m和18m时，

6、拱顶沉降速率较快，分别为5mm/次和6mm/次，因此建议将拆撑步距控制在6-12m。　　（2）拆撑前应尽早使初衬封闭成环，并及时施作二衬，减少拱顶沉降，保证结构安全。