长春地铁车站多工法施工关键技术数值模拟研究

【摘要】地铁施工不可避免的会对周围的道路、管线、建筑物、绿地及地面的各种设施造成影响。尤其是地铁车站的修建，地铁车站开挖范围大，施工步序多，频繁对地层进行扰动，会引起车站开挖一定范围的地层沉降，如果地层沉降过大而没得到有效的控制，可能会导致管线断裂，路面出现裂缝、塌陷，影响道路交通运行，建筑的不均匀沉降，乃至引起建筑物倾斜、坍塌。因此，如何在地铁车站修建的过程中，提前预测施工的关键环节及对地层扰动最大的施工步骤，提出合理的解决方案及加强、改进措施，保证施工安全高效的进行，把车站施工对周边管线、道路及建筑物的影响降到最低，同时保证经济上的节约、合理就具有重要的现实意义。针对以上存在问题，本文依托长春地铁解放大路十字交叉换乘站工程提出以下研究内容：1）CRD工法施工地铁风道数值模拟研究。对开挖施工整个过程进行模拟，分析各个施工步对于整个工程的影响，找出施工中的关键环节及危险点，根据计算结果知道拆除底部临时支撑施工底板二衬为工程薄弱环节，结合工程实际提出合理的解决方案。对两种不同的导洞开挖顺序进行优化分析，考虑地层沉降、侧壁收敛、塑性区变化等因素，找出最优化的导洞开挖顺序。根据已完工部分的模拟结果与监测数据对比，对后续施工步预测分析。2）PBA工法施工2号线车站主体数值模拟研究。通过对比4种不同的小导洞开挖顺序，得出“先上后下，先边后中”的施工顺序为最优化的导洞开挖方案。对开挖施工整个过程进行模拟，分析各个施工步对于整个工程的影响，找出施工中的关键环节及危险点，提出合理的解决方案。根据已完工部分的模拟结果与监测数据对比，对后续施工步预测分析。3）地铁出入口下穿消防水柜研究。解放大路站4号出入口施工下穿联通大厦和交通银行共用消防水柜，施工危险性极大。通过数值模拟方法研究消防水柜蓄水量对下穿施工的影响程度，以及运用层次分析法对多种出入口施工方案进行优化分析，考虑7个评判指标经过计算找出最适宜的施工方案，来指导实际工程的进行。
【作者】孙明志；
【导师】戴文亭；
【作者基本信息】吉林大学，道路与铁道工程，2014，硕士
【关键词】数值模拟；FLAC；3D；地铁隧道；下穿施工；既有构筑物；

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