浅埋大跨地铁车站中洞法施工力学效应研究

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1、浅埋大跨地铁车站中洞法施工力学效应研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：胡晗指导教师：刘新荣教授兼职导师：吴梦军教授级高工专业：建筑与土木工程学位类别：工程硕士（建筑与土木工程领域）重庆大学土木工程学院二〇一五年五月MechanicalEffectsUndertheLarge-SpanShallowMetroStationConstructionwithCenterDriftMethodAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegree

2、ofEngineeringbyHuHanSupervisedbyProf.LiuXinrongPluralisticSupervisedbySeniorEng.WuMengjunSpecialty:ME(ArchitecturalandCivilEngineeringField）CollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要随着城市轨道交通的不断发展，浅埋暗挖工程越来越多，其开挖工法也日趋多样化。中洞法因其独特的优势在浅埋暗挖工程中应用较广泛，而对中洞法这类复杂开挖工法的设

3、计计算理论的研究还不够深入，需进一步完善和发展。因此，在保证隧道稳定性的前提下，寻找控制围岩变形和加快施工速度的最优平衡点，研究围岩及支护结构在开挖过程中受力和变形特性显得尤为重要。本文在分析国内外相关研究成果基础上，依托新疆乌鲁木齐市地铁一号线新兴街站开挖工程，通过理论分析、数值模拟等方法，对中洞法导洞施作过程中围岩和支护结构的力学及变形特性、开挖参数和支护参数对围岩稳定性的影响进行了较为系统深入的研究。研究的主要工作及成果如下：①对浅埋暗挖施工引起隧道上覆地层沉降进行了简要的理论分析，并且根据地层沉降分布规律，提出控制地层沉降的具体措施。②针对依托工程特点，采用数值分析方法

4、建立二维模型，对中洞法和双侧壁导坑法两种工法进行比选分析，比较两种工法施工过程中围岩和支护结构的力学变形特性，计算结果表明，采用中洞法施工对保证围岩稳定性更为有效。③考虑中洞法施工过程中各导洞的空间效应，根据拟建工程地质条件，按隧道设计的开挖和支护参数，建立以中洞法施工的3D实体模型，依据拟定施工方案模拟隧道开挖支护全过程，研究各导洞开挖对围岩和支护结构应力及变形影响，分析其变化规律，指导施工，规避风险。④通过改变隧道施工的开挖参数和支护参数，对比分析各种不同工况条件下围岩的受力变形特征，如开挖步长度（1m、2m、3m）、小导洞台阶长度（10m、15m、20m）、支护结构的钢架

5、间距（0.5m、1.0m、1.5m）、围岩加固圈厚度（0m、0.5m、1.0m、1.5m）等不同因素的影响。在对比分析各结果后，综合考虑施工安全以及施工速度等问题，比选出经济合理的开挖和支护参数。关键词：浅埋暗挖，地铁车站、中洞法，动态施工，力学效应I英文摘要ABSTRACTWiththedevelopmentoftheurbanrailwaysystemandtheincreasingoftheshallowtunnelconstructions,theexcavationmethodsappeartobemoreandmorediversiform.Centerdriftm

6、ethodiswidelyusedinshallowtunnelengineeringduetoitsspecialadvantages.However,thestudyofthedesignandcomputingmethodsonthiskindofcomplicatedexcavationmethodsisstillnotenoughandshouldbeimprovedfurther.Therefore,itisveryimportanttobalancethecontrollingofthedeformationofthesurroundingrocksandthec

7、onstructionspeedontheconditionthatthestabilityofthetunnelsisguaranteed.Meanwhile,itisalsoimportanttostudythemechanicalanddeformationcharacteristicsofthesurroundingrocksandsupportingstructuresunderthesamepremise.Basedontheanalysisoftherelevantresear