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)化運營的不斷發(fā)展，在地鐵控制保護區(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格，一般以毫米計。大管棚超淺埋暗挖隧道下穿地鐵路基段工程，必然會對地鐵下部土層造成擾動，導致地鐵線路產(chǎn)生一定橫向及豎向變形，當變形較大時會導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的安全運營。開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確保穿越期間列車平穩(wěn)、舒適和安全

2、運營以及指導類似工程的施工具有重要的理論意義和實用價值。
　　論文就大管棚超淺埋暗挖隧道下穿地鐵路基段風險控制進行了全面系統(tǒng)地研究，包括ANSYS數(shù)值模擬分析、現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬對比分析、SIMPACK多體動力學分析及風險控制措施。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險控制的相關(guān)資料:對淺埋暗挖隧道穿越地鐵路基工程所涉及到的核心問題進行了總結(jié)分析，主要包括淺埋暗挖穿越施工風險分析、管棚

3、超前支護效果以及軌道變形對列車的動力影響三個方面。
　　(2)建立了三維有限元模型對地鐵結(jié)構(gòu)變形進行分析:依托實際工程，分析了超淺埋暗挖隧道下穿開挖施工對既有地鐵路結(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)加固方案的支護效果可以表示為:無支護＜小導管支護＜管棚支護＜管棚加小導管支護。
　　(3)依托

4、實際工程對比分析了實測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果:將工程實測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果進行了對比分析，從車站結(jié)構(gòu)變形與軌道結(jié)構(gòu)變形兩方面驗證了數(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)建立了車輛—軌道空間耦合動力模型對列車動力性能進行分析:基于脫軌系數(shù)、車體振動加速度指標對穿越前后列車動力性能進行分析，結(jié)果表明:穿越后脫軌系數(shù)及車體振動加速度均有明顯增加，穿越施工引起的軌道變形對列車的安全性和舒適性產(chǎn)生了一定影響。