基于正交实验的近接施工工法研究.pdf

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1、浙江建筑，第29卷，第10期，2012年10月ZhejiangConstruction，Vo1．29，No．10，Oct．2012基于正交实验的近接施工工法研究StudyonClose—spaceConstructionTechnologyBasedonOrthogonalExperiment彭加强，李杰，庄迎春，邹金杰PENGJia—qiang，LIJie，ZHUANGYing—chun，ZOUfin-fie(1．中国水电顾问集团华东勘测设计研究院，浙江杭州300014；2．杭州市人防开发发展中心，浙江杭州310001)摘要：针

2、对新建车站下穿既有车站施工特点，运用正交试验的方法，基于正交实验，并采用FLAC有限差分软件建立数值分析模型，开展不同导洞顺序，不同工艺参数，研究地层变形和对既有线的影响，得出采用CRD工法施工，拆撑距离为2m的最优施工方案。近接施工中，影响沉降的主要因素是施工方法和施工顺序，拆撑距离对沉降的影响相对较小。关键词：近接施工；正交实验；地铁车站；数值计算；既有结构中图分类号：U231．4文献标志码：B文章编号：1008—3707(2012)10—0048—04过程，开展不同导洞顺序，不同工艺参数，研究地层1近接施工概述变形和对既有线

3、的影响。正交试验设计(O~hogonal随着地下空间的广泛利用和城市地铁轨道交通experimentaldesign)是研究多因素多水平的一种设的发展，必然会有越来越多的近接既有地下结构物计方法，它是根据正交性从全面试验中挑选出部分进行近接施工的工程。隧道这样的地下工程或岩土有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了工程对开挖比较敏感，易受扰动，当新旧结构物比较“均匀分散，齐整可比”的特点。接近时，如果不采取专门措施，新建物的施工将会对2工程概况既有结构产生不利影响，如结构承载能力下降甚至破坏，变形过大或不均匀沉降造成周边建(构

4、)筑物某新建地铁站下穿既有地铁车站，两地铁线采破损或不能正常使用等。这类问题已经引起了地下用站厅一站台“十”字换乘方式，既有车站为岛式工程界和岩土工程界的广泛重视。日本已将近距离站，新建车站为侧式站。新建车站两端双层，中间单条件下地下结构施工定义为“邻接施工影响问题”，层，车站总长度197．3m，总宽度24．4m，站台宽度给予高度重视。随着我国地铁交通事业的飞速发14m，中间单层为14m岛式暗挖段为本论文的研究展，近距离施工问题也大量涌现，给设计和施工带来对象，两者垂直交叠净距仅为1．90m，新建车站与了极大难题。地铁开挖的研究方

5、法主要包括：既有站关系见图1、图2。现场实测分析J、物理模型实验和数值模拟计为了避免既有结构的不均匀受力和不均匀沉算‘一等。降，双线车站隧道采取平行对称施工，因此，数值建本文基于正交实验，并采用FLAC有限差分软模采取对称模型，同时根据圣维南原理，考虑到边界件建立数值分析模型，模拟下穿既有车站近接施工效应的影响，确定计算模型沿既有线方向(Y轴)的收稿日期：2012—07一l0作者简介：彭加强(1982一)，男，重庆潼南人，工程师，从事地下工程相关的设计与研究工作。浙江建筑2012年第29卷表2三因素正交试验安排表降及水平收敛值，三

6、者的数值过大必然会引起既有模型号A工法B施工顺序C拆撑距离结构的沉降值过大，进而影响到既有线的安全运营。综上所述，地表最大位移、拱顶最大位移值、新建结构最大收敛值、既有线结构顶位移，以上四者都必须作为评价施工方案优劣的指标。4实验结果分析表3为正交实验各指标数值模拟结果统计表，从表3可以看出，地表沉降指标最小值一4．37E一3．2评价指标确定03m，为1#实验结果，实验组合为CRD工法，1234分步开挖，2in拆撑距离(BIAIC1方案)；新建结构顶新建车站的开挖必然会扰动周围土体，引起土部位移值指标最小值为一7．23E一03In

7、，也为1#实验；体沉降，从而导致既有线结构的沉降。从维护既有新建结构最大收敛值指标最小值为6．64E一03In，为线安全使用出发，必须采取措施，把施工的影响限制6#实验结果，实验组合为CRD工法，1324分步开在既有线结构运营许可的范围内，所以既有线结构挖，2nl拆撑距离(A1B2C1方案)；既有结构顶位移沉降可作为施工方案优劣的指标。同时，由于新线指标最小值为一4．75E一03m，同为1#实验结果。的开挖必然会引起周边土体产生地表沉降、拱顶沉表3正交实验各指标数值模拟结果统计表表4为正交实验极差分析结果，从表4可以看图6为根据正

8、交实验结果推荐的施工工法施工出，影响沉降的主要因素是施工方法和施工顺序，其后，既有结构中轴线各测点沉降历时曲线。从图6极差值均为1．12E一03，拆撑距离相对于其他两可以看出，按优化施工方案施工后，既有车站因管棚个因素来说对沉降的影响较小。所以，可