蘭州地鐵飽和黃土大跨區(qū)間隧道施工數值模擬研究.pdf

1、在我國各大城市高速建設的同時，交通擁堵、城市交通基礎設施建設滯后、城市交通抗災害能力不足等問題也逐漸顯現出來，并對城市的進一步發(fā)展起到了反作用。城市軌道交通系統(tǒng)是緩解大城市交通擁堵狀況、改善城市生態(tài)環(huán)境、保證城市發(fā)展持續(xù)穩(wěn)定的最優(yōu)方式之一，具有綠色、節(jié)能、環(huán)保、快捷等特點，符合可持續(xù)發(fā)展的原則。同我國其他各大城市一樣，蘭州市也面臨著類似的問題，因此希望通過建設蘭州地鐵工程來解決。作為在西部地區(qū)黃土地層修建、蘭州市的第一條地鐵工程，其面臨

2、著一系列問題。
　　本文以蘭州地鐵一號線一期TJⅢ-16工區(qū)東崗站后配線段的大跨區(qū)間隧道為依托工程，針對蘭州地區(qū)飽和黃土地層中大跨區(qū)間隧道的施工過程中圍巖變形進行研究。在本文中，以三維仿真數值模擬為手段，對比研究在考慮流固耦合效應和不考慮流固耦合效應兩種情況下，飽和黃土圍巖的應力場、地表沉降、拱部下沉、周邊收斂、支護結構受力的變化情況。根據本文研究項目施工現場的施工設計參數、圍巖地質條件、實際施工措施，分別建立CRD法、雙側壁導坑

3、法模型對開挖支護階段進行了全過程分析，并以雙側壁導坑法為基礎，在考慮流固耦合的條件下，通過對雙側壁導坑法的施工進行優(yōu)化，以期找到最優(yōu)的施工方法。
　　本文主要的研究成果有:
　　(1)通過對比分析可知，基于流固耦合計算模式求解得到的結果，與不考慮耦合效應時兩者的結果有較大差異。因此，對于飽和黃土的模擬，應考慮土中水的作用，否則將對結果造成較大影響;
　　(2)對比CRD法與雙側壁導坑法的分析結果，在飽和黃土隧道中，同等

4、條件下六部CRD對于地表沉降、圍巖變形的控制效果要優(yōu)于雙側壁導坑法。通過噴射混凝土封閉掌子面后，雙側壁導坑法對于圍巖土體變形的控制效果略優(yōu)于六部CRD法;
　　(3)通過對比雙側壁導坑法的不同優(yōu)化結果，雙側壁導坑法預留核心土相對于其他情況，對于控制地表沉降、拱部下沉效果最好;當核心土的長度為1m時，控制變形相對而言最好。
　　綜上所述，文章以實際工程為依托對象，對淺埋大跨度飽和黃土區(qū)間隧道進行了數值模擬分析，對施工方法提出合