【摘 要】
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与一般软土地区常使用的地铁车站暗挖工法不同,针对大连、青岛和贵州等“上软下硬”土层,发展出了暗挖拱盖法。但该方法应用时间不长,地铁施工中车站主体与风道等附属结构的接口处受力复杂,施工难度较大,选择一个合理的接口方案可以保证施工的质量和安全,目前拱盖法暗挖车站接口最优化的设计和方法还没有得到最好的研究和求证。本文结合青岛某地铁车站工程,应用MIDAS GTS NX有限元分析软件模拟风道转入车站主体的
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与一般软土地区常使用的地铁车站暗挖工法不同,针对大连、青岛和贵州等“上软下硬”土层,发展出了暗挖拱盖法。但该方法应用时间不长,地铁施工中车站主体与风道等附属结构的接口处受力复杂,施工难度较大,选择一个合理的接口方案可以保证施工的质量和安全,目前拱盖法暗挖车站接口最优化的设计和方法还没有得到最好的研究和求证。本文结合青岛某地铁车站工程,应用MIDAS GTS NX有限元分析软件模拟风道转入车站主体的施工过程,通过对地铁车站的工程背景和地质概况等进行分析总结,确定主体工程使用拱盖法施工,并结合施工现场监测数据,将风道压低半断面接口方案的实测数据与数值计算结果进行对比,验证其余方案数值模拟的有效性,分析各方案的地表位移、结构应力等关键技术指标,研究得到以下主要结论:(1)分析施工结束后不同断面的地表位移变化,风道压低接口方案要优于风道挑高接口方案,风道压低方案中,全断面接口方案要略好于半断面接口方案。(2)车站主体拱部施工与主体中部施工由于开挖跨度较大和分部开挖较多,在这两个阶段位移变化较大,实际施工中应加强位移监测和及时做好支护。(3)风道拱部开挖阶段风道压低半断面接口方案对围岩掌子面的应力控制效果最好,风道挑高方案较差;主体拱部二衬施工阶段与整体施工完成阶段风道挑高方案对初支结构的应力控制效果要优于风道压低方案。(4)分析典型断面支护结构的应力值,风道挑高接口进洞方案支护结构的应力控制效果整体优于风道压低接口进洞方案,在风道挑高方案中,风道挑高半断面接口方案略优于风道挑高全断面接口方案。(5)结合分析模拟结果与现场监测数据,两者相差不大,且数据都满足或远小于标准施工要求,说明拱盖法在“上软下硬”地层中有比较好的适用性。综合分析表明,对于“上软下硬”土层,车站工程适用于拱盖法施工,在风道等附属结构转入车站主体结构施工时,可以优先考虑风道压低全断面接口进洞方案,这对于青岛、大连等地的地铁工程建设有一定的指导价值。
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