地鐵隧道穿越城市異形板橋風險評估及主動防護研究.pdf

1、隨著我國地下空間的開發(fā)與利用，城市地鐵工程的建設(shè)正迎來新一輪高潮?？紤]到城市建設(shè)的復雜性，地鐵隧道穿越城市橋梁基礎(chǔ)是不可避免的。作為城市橋梁系統(tǒng)中最為薄弱的部位，異形板橋的安全必須引起工程技術(shù)人員足夠的重視。本文依托北京地鐵7號線穿越廣安門異形板橋工程，通過工前風險評估、異形板橋剩余承載力評定、異形板橋基礎(chǔ)沉降控制標準的確定和主動頂升支護關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)盾構(gòu)隧道穿越城市異形板橋工程的安全控制。本文提出的關(guān)于穿越工程風險定級和主

2、動支護關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計的方法在實際工程中得到了驗證，可為今后隧道穿越異形板橋工程的風險評估和頂升支護設(shè)計提供參考。本文主要內(nèi)容包括:
　　(1)從盾構(gòu)隧道施工對周圍土層擾動的機理出發(fā)，研究了盾構(gòu)隧道施工對單樁及群樁基礎(chǔ)的影響，重點分析了群樁基礎(chǔ)的遮攔效應和土拱效應，并使用FLAC3D軟件對盾構(gòu)隧道施工影響下鄰近群樁的基礎(chǔ)變形進行了數(shù)值模擬分析。
　　(2)通過引入單向受壓彈簧模擬橡膠支座的作用，對城市異形板橋的結(jié)構(gòu)特點和沉降力學

3、特性進行了有限元分析。引入易損性指數(shù)，實現(xiàn)了對異形板橋基礎(chǔ)沉降易損性的評價。
　　(3)在分析盾構(gòu)施工對地層和樁基影響的基礎(chǔ)上，引入了改進肯特法風險評估模型。通過結(jié)合工程實際狀況并優(yōu)化相關(guān)參數(shù)和評價指標，使用FLAC3D和Midas Civil進行數(shù)值模擬，從而實現(xiàn)了盾構(gòu)隧道穿越廣安門異形板工程的風險定級。
　　(4)在分析廣安門異形板橋力學特性的基礎(chǔ)上，通過引入雷達圖法實現(xiàn)了對異形板橋剩余承載力的評估。借助Midas Ci

4、vil進行異形板橋的基礎(chǔ)沉降特性分析，確定了廣安門異形板橋單墩沉降控制標準，并在此基礎(chǔ)上得到不同基礎(chǔ)組合沉降的控制方法。
　　(5)通過對異形板橋主動頂升過程中各種工況的有限元模擬，并借助前期對異形板橋承載力的折減分析，得到了廣安門異形板橋頂升過程中各墩柱的頂升控制限值，進而實現(xiàn)了各墩位不同頂升量的組合頂升控制。
　　(6)在使用有限元分析的基礎(chǔ)上，通過對不同頂升工況下異形板內(nèi)力響應結(jié)果的對比，得出了異形板橋頂升過程中的關(guān)鍵