大管棚超淺埋暗挖隧道下穿地鐵路基段安全控制研究.pdf

1、隨著城市地鐵網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)的不斷發(fā)展，在地鐵控制保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)不可避免地出現(xiàn)了大量穿越地鐵工程，地鐵線路不同于一般建筑物，其允許變形控制極為嚴(yán)格，一般以毫米計(jì)。大管棚超淺埋暗挖隧道下穿地鐵路基段工程，必然會(huì)對(duì)地鐵下部土層造成擾動(dòng)，導(dǎo)致地鐵線路產(chǎn)生一定橫向及豎向變形，當(dāng)變形較大時(shí)會(huì)導(dǎo)致較大的附加線路不平順，直接影響乘客的舒適性，甚至影響到地鐵列車(chē)的安全運(yùn)營(yíng)。開(kāi)展大管棚超淺埋暗挖隧道穿越地鐵路基工程的安全控制研究對(duì)確保穿越期間列車(chē)平穩(wěn)、舒適和安全

2、運(yùn)營(yíng)以及指導(dǎo)類似工程的施工具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　論文就大管棚超淺埋暗挖隧道下穿地鐵路基段風(fēng)險(xiǎn)控制進(jìn)行了全面系統(tǒng)地研究，包括ANSYS數(shù)值模擬分析、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬對(duì)比分析、SIMPACK多體動(dòng)力學(xué)分析及風(fēng)險(xiǎn)控制措施。主要工作及成果如下:
　　(1)全面總結(jié)了大管棚超淺埋暗挖隧道穿越工程風(fēng)險(xiǎn)控制的相關(guān)資料:對(duì)淺埋暗挖隧道穿越地鐵路基工程所涉及到的核心問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)分析，主要包括淺埋暗挖穿越施工風(fēng)險(xiǎn)分析、管棚

3、超前支護(hù)效果以及軌道變形對(duì)列車(chē)的動(dòng)力影響三個(gè)方面。
　　(2)建立了三維有限元模型對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行分析:依托實(shí)際工程，分析了超淺埋暗挖隧道下穿開(kāi)挖施工對(duì)既有地鐵路結(jié)構(gòu)及軌道的變形影響規(guī)律，結(jié)果表明:軌道變形呈現(xiàn)U形沉降槽，沉降槽寬度約為3倍的隧道跨徑;距軌道-1.5倍至3倍洞徑范圍對(duì)軌道產(chǎn)生的變形量占到總變形量的60％以上;不同預(yù)加固方案的支護(hù)效果可以表示為:無(wú)支護(hù)＜小導(dǎo)管支護(hù)＜管棚支護(hù)＜管棚加小導(dǎo)管支護(hù)。
　　(3)依托

4、實(shí)際工程對(duì)比分析了實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果:將工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，從車(chē)站結(jié)構(gòu)變形與軌道結(jié)構(gòu)變形兩方面驗(yàn)證了數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性，并分析了二者存在誤差的原因。
　　(4)建立了車(chē)輛—軌道空間耦合動(dòng)力模型對(duì)列車(chē)動(dòng)力性能進(jìn)行分析:基于脫軌系數(shù)、車(chē)體振動(dòng)加速度指標(biāo)對(duì)穿越前后列車(chē)動(dòng)力性能進(jìn)行分析，結(jié)果表明:穿越后脫軌系數(shù)及車(chē)體振動(dòng)加速度均有明顯增加，穿越施工引起的軌道變形對(duì)列車(chē)的安全性和舒適性產(chǎn)生了一定影響。