地铁车站与下伏既有隧道的衬砌结构安全性研究

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1、重庆大学硕士学位论文地铁车站与下伏既有隧道的衬砌结构安全性研究姓名：吴柳霖申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王桂林;张永兴20090530中文摘要摘要伴随着交通设施建设的发展，出现了大量地铁、轻轨的施工，在既有线(如地铁、轻轨等)附近修建新线的工程现象是必不可挡的趋势，并且规模将会越来越大，距离也会越来越近。这势必造成新建结构物的施工会改变既有结构物原来的受力状态，从而对其产生种种不利影响，如衬砌结构承载力下降、甚至破坏，围岩变形过大而侵入既有结构物的影响范围等。本文以重庆市渝中区大坪轨道交通1号

2、线车站施工工程为背景，采用大型有限元分析软件ANSYS对大坪地铁车站的两种施工方法进行了二维和三维数值模拟，从地表沉降、新建地铁车站和下伏运营隧道衬砌位移、受力状况以及塑性区分布等多方面评价了新建和既有隧道的衬砌结构安全性，并得出对既有隧道安全影响最小的施工方法。最后将监控量测值反馈于数值模拟结果，证明数值模拟可为后续施工提供参考依据。本文主要工作及成果如下：①通过对地铁新建l号线大坪车站与既有轻轨2号线区间隧道相邻特殊空间关系的分析，对隧道的设计参数进行了研究分析，拟定出了跨越段新建1号线车站的支护参数

3、和围岩计算参数，并介绍了相关现场监测项目及量测方法。②根据隧道衬砌．围岩的不同力学概念，探讨了将新建地铁车站和下伏既有区间隧道的复杂空间关系简化的两种平面问题。根据简化原理，将新建地铁车站的开挖荷载作用于既有区间隧道衬砌上，这种分离式分析即第1类简化方法；将开挖新建地铁车站与既有隧道进行共同的影响分析，即第1I类简化方法。其次，分析了新建地铁车站衬砌拱脚的扩大对下伏既有区间隧道衬砌安全性的改善作用大小。另外，通过平面模拟分析全断面法和双侧壁导洞法施工地铁车站，初步得出最优施工方法。③用三维数值模拟分析新建

4、地铁车站分别采用全断面和双侧壁导洞两种不同施工方法对衬砌安全的影响。从开挖过程中地铁车站与既有区间隧道的拱顶沉降与水平收敛、支护结构内力、地表沉降、围岩塑性区分布等方面对比分析，得出适合于新建地铁车站的推荐施工工法。关键词：新建地铁车站，跨越既有隧道，衬砌结构安全性，数值模拟英文摘要ABSTRACTWiththedevelopmentoftransportfacilities，therehasbeenalargenumberoflight．railandsubway’Sconstruction．Thetr

5、endofbuildinganewline(suchaSsubway,lightrail，etc．)neartheexistinglinesiscertainlycallnotbeStopped，andtherewillbeincreasingthesize，thedistancewillbegettingcloser．Thiswillinevitablyresultintheconstructionofnewstructureswillchangetheexistingstructureoftheori

6、ginalforce，andthusproduceavarietyofitsadverseeffects，suchastheliningofthestructureofcapacitydeclined，andeventhedestructionofsurroundingrockdeformationandexcessiveintrusionoftheexistingstructuressphereofinfluenceandSOon．Inthispaper,YuzhongDistrictDapingrai

7、ltransitstationonthe1stlineconstructionprojectforthebackground，bytheuseoflarge-scalefiniteelementanalysissoftwareANSYSsimulatedDapingsubwaystationonthetwoconstructionmethodsoftwo-dimensionalandthree．dimensionalnumericalsimulation．Fromthesinkageofthesurfac

8、e，thedisplacement．thestressofnewsubwaystationandtunneloperatedunderlying，aswellasthedistributionofplasticzoneandSOon，evaluatedthesafetyofthenewandexistingstructural’Slining，andcometoaconstructionmethodthatmakesthemi