【硕士】地铁分离岛式车站及区间群洞效应研究【2009】

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内容简介

　　学科专业：桥梁与隧道工程　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：中南大学　　学位年度： 2009年　　随着城市地铁的快速发展及地下空间的进一步开发利用，对地铁车站结构提出了更高更新的要求。为解决复杂地形环境与车站结构之间的矛盾，地铁建设中出现了一种新型的车站结构形式——分离岛式车站。该类型车站适合修建在分散的地下空间，能够有效避开城市立交桥桩基，减少桩基托换数量，但是由于结构形式的新颖性，对于设计和施工都有一定的难度和挑战。本论文以广州凤凰新村车站及区间隧道工程为依托，采用数值分析方法，结合现场监控量测资料，对该类型地铁车站地层沉降分布规律，对群洞隧道施工过程中围岩的稳定性及隧道结构的安全性进行了深入分析。主要研究内容如下：　　(1)建立二维数值计算模型，对不同净距的交叠隧道进行地层沉降与衬砌结构内力规律的分析。分析结果表明：在小净距工况时，适合采用重叠方式修建隧道，且建议先施作下洞；当净距大于1．5D(D为洞径)时，适合修建平行隧道。　　(2)建立三维数值计算模型，对重叠、近似重叠隧道施工空间效应进行分析。分析结果表明：后行洞开挖对先行洞衬砌结构的不利影响主要在后行洞掌子面前方1．OD的范围内，上洞下台阶开挖时下洞应设临时支撑；为增强掌子面和围岩的稳定性，尤其应对上下线所夹岩柱体进行注浆加固和保护。　　(3)研究分离岛式地铁车站联络通道施工对地层的再次扰动及对正线隧道衬砌结构的影响，并对正线隧道与联络通道的整体施工工序提出合理化建议，对于凤凰新村车站，采用开挖左线一开挖联络通道一开挖右线的施工工序为最优。　　(4)研究喇叭口隧道的施工力学行为，讨论典型工况下施工引起的地层扰动及衬砌结构内力状态，进而提出施工工序的合理化建议。分析结果表明，从小断面隧道扩挖至大断面隧道的施工工序能够最大程度的降低对地层的扰动，保证衬砌结构受力最优。　　(5)采用两阶段分析法，研究隧道施工引起的立交桥桩基附加内力及沉降沿桩身的分布规律，并提出了桩隧临界距离的概念。分析结果表明：地铁隧道开挖对于临近桥梁桩基的影响随地层损失比的增大而增大；桥桩沉降及最大轴力均与桩隧之间的距离成反比关系。　　

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