大跨超淺埋輕軌車站隧道施工控制技術(shù)研究.pdf

1、重慶輕軌較新線大坪車站隧道暗挖段最大開挖跨度26.3m，拱部結(jié)構(gòu)扁平，最大開挖面積430㎡，最大開挖高度20.6m，最小埋深4.0m，為Ⅲ類泥巖，洞跨比為0.15～0.5。本工程地處繁華市區(qū)，行經(jīng)地段地表人文情況復(fù)雜，多為抗震性能差的樓房或交通干道公路路面，對(duì)爆破振動(dòng)和沉降要求非常嚴(yán)格。本文以重慶市大坪輕軌車站隧道為依托對(duì)復(fù)雜條件下對(duì)特大斷面、超淺埋大跨度城市隧道開挖方法、開挖參數(shù)、預(yù)支護(hù)方法、爆破參數(shù)的選擇和優(yōu)化進(jìn)行了深入研究，既控制

2、地表沉降和爆破振動(dòng)速度，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了隧道快速掘進(jìn)，創(chuàng)造了良好經(jīng)濟(jì)效益。從施工方法的選擇到相關(guān)技術(shù)的開發(fā)運(yùn)用都體現(xiàn)了現(xiàn)代隧道工程理念和創(chuàng)新性，豐富和完善了淺埋暗挖城市隧道施工技術(shù)，為今后復(fù)雜條件下特大斷面、超淺埋大跨度城市隧道施工控制提供了一種有效途徑。本文主要研究工作包括：
　　 ①結(jié)合淺埋大跨隧道特點(diǎn)，分析了大跨淺埋隧道開挖圍巖應(yīng)力分布基本特征。以重慶輕軌大坪車站隧道為依托工程，提出了適合本工程特點(diǎn)的5種開挖方式，進(jìn)行了施工過

3、程力學(xué)行為分析，在地鐵和城市輕軌工程施工中提出了“上半斷面?zhèn)缺趯?dǎo)坑法，下斷面先中槽后側(cè)墻開挖、先拱后墻襯砌”的隧道施工新方法。
　　 ②對(duì)優(yōu)選開挖方案根據(jù)工程類比，初選一些重要的施工參數(shù)，采用以數(shù)值模擬仿真為先導(dǎo)，進(jìn)行三維模擬仿真，選擇合理的分步開挖尺寸、相互錯(cuò)開距離、預(yù)支護(hù)方法等施工參數(shù)，將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際量測結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，為目前大跨超淺埋城市隧道施工亟待解決的具體施工參數(shù)選擇提供一種有效方法。
　　 ③運(yùn)用FLAC

4、3D模擬隧道爆破，將爆破動(dòng)荷載施加在開挖邊界，研究數(shù)值模擬得到的爆破地震波隨距離的衰減規(guī)律與實(shí)測爆破地震波隨距離的衰減規(guī)律一致性；運(yùn)用FLAC3D對(duì)大坪車站隧道不同爆破開挖方法地表振動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，對(duì)地表下沉位移、振動(dòng)速度以及錨桿受力情況進(jìn)行了數(shù)值模擬，計(jì)算得出在設(shè)計(jì)爆破藥量下和采用優(yōu)選開挖方案進(jìn)行爆破施工對(duì)隧道圍巖和結(jié)構(gòu)是相對(duì)穩(wěn)定的，從而從爆破角度論證在地鐵和城市輕軌工程施工中采用“上半斷面?zhèn)缺趯?dǎo)坑法，下斷面先中槽后側(cè)墻開挖、先拱后

5、墻襯砌”的隧道開挖新方法可行性；運(yùn)用FLAC3D模擬大坪車站隧道左導(dǎo)洞爆破開挖對(duì)右導(dǎo)洞已有支護(hù)的影響，對(duì)振動(dòng)速度及位移變化情況進(jìn)行分析，得出在相同設(shè)計(jì)爆破藥量下爆破開挖對(duì)左導(dǎo)洞的影響較小，說明采用的施工參數(shù)和爆破藥量是可行的，從而為復(fù)雜條件下的大跨城市隧道施工參數(shù)和爆破參數(shù)的確定提供重要的依據(jù)。
　　 ④根據(jù)大跨超淺埋隧道的特點(diǎn)，提出了特大跨超淺埋城市地鐵隧道的測點(diǎn)布設(shè)、量測方法，根據(jù)實(shí)測結(jié)果分析研究隧道開挖圍巖動(dòng)態(tài)變化規(guī)律以及