探究哈地铁黑大站逆作与盖挖法评价研究

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1、工学硕士学位论文哈地铁黑大站逆作与盖挖法评价研究安桂香哈尔滨工业大学2007年7月中国图书分类号：TU941国际图书分类号：624工学硕士学位论文哈地铁黑大站逆作与盖挖法评价研究硕士研究生：安桂香导师：耿永常教授申请学位：工学硕士学科、专业：结构工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2007年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU941U.D.C.:624DissertationfortheDegreeinEngineeringASSESSMENTOFCONSTRUCTIONMETHODSTHETOP-DOWNANDEXCAVATIONUND

2、ERCOVERBOARDUSEDINHARBINSUBWAYHLJUNIV.STATIONCandidate：AnGuixiangSupervisor：Prof.GengYongchangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：StructuralEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：July,2007Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨

3、工业大学工学硕士学位论文摘要地下工程的类型很多，工程特点各异，相应的开挖施工技术也不同。以城市轻轨交通为例，地铁车站依据不同的地质情况、工作环境要求、工期及安全方面的因素，可以选择明挖法、矿山法（新奥法）、逆作法、盖挖法等施工方法。哈尔滨轻轨交通一号线中的部分路段（学府路段）是类黄土地段，该地段地下水位很低，对轻轨交通一号线施工影响不大；土质良好且开挖方便。对于这样无地下水且土质良好的类黄土地段，无论采用逆作还是盖挖法都是可以解决轻轨交通的建设的。本论文就以哈尔滨轻轨交通一号线地下铁道黑大站为例，通过对逆作与盖挖顺作这两种工法的各方面进行比较，并进行优化对比分析，不仅为

4、设计施工方案提供依据，而且也建立了施工方案的评价理论与方法，为轻轨交通建设提出指导意义。论文对逆作与盖挖顺作两种施工工法进行受力与变形的比较、经济效益、社会效益、环境效益、防灾效益、适用效益等方面的评价分析。在受力与变形的比较上，针对两种工法的施工过程按工况进行划分，并利用大型通用有限元软件ANSYS进行模拟。根据土体开挖与结构构件浇筑的顺序，利用离散性原理，将逆作法施工过程离散为若干个工况，对各工况进行结构内力与变形研究，展现了不同工况下的结构受力特性和力学特点；施工过程效果的模拟采用ANSYS中的“单元的生死”功能来实现，这样可在整个开挖计算过程中采用同一种有限元剖

5、分网格，而且模拟分析完全反映了实际施工的动态过程；盖挖法结构分析中，利用ANSYS中的自由度耦合，实现结构主体与护壁桩之间的自由度耦合，使护壁桩与侧墙有相同的变形；利用ANSYS有限元软件进行模拟计算，得出逆作与盖挖在使用阶段的受力与变形相差很少；在施工进行阶段，逆作工法下，有些工况下受力与变形较大，需要架设临时竖向支撑；对两种施工工法的经济效益、社会效益、环境效益、防灾效益、适用效益等方面的评价分析中，应用模糊数学的方法进行优化分析，在哈尔滨轻轨交通一号线地下铁道黑大站的诸多条件下，逆作工法为较好的施工方法。关键词地铁；逆作法；盖挖顺作法；数值模拟；模糊综合评判-I-

6、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTherearemanykindsofundergroundprojectsandtheyhaveengineeringvariedcharacteristics,sothecorrespondingexcavationtechnologyaredifferent.Takecities’subwayasanexample,thesubwaystations’constructioncanchooseopenmethod,miningmethod,top-downconstructionmethod,coverandcutme

7、thodaccordingtodifferentgeologicalconditions,theworkingenvironment,timelimitforprojectandsafetyfactors.ThetypeofsomesectionsofHarbinsubwayLine1isloessareas,thegroundwaterleveloftheseareasisverylow,sotheyhavelittleimpactontheNo.1linesubwayconstruction;characterofsoilisgood