初支拱盖法中的地铁车站开挖施工论文.docx

初支拱盖法中的地铁车站开挖施工论文初支拱盖法中的地铁车站开挖施工论文【摘要】初支拱盖法是一种新颖的地铁车站的开挖支护形式，其开挖过程中围岩及支护稳定特征有待进一步研究。本文针对贵阳地铁油榨街车站，采用数值仿真的方法，研究了初支拱盖法开挖过程中车站变形及支护应力分布，在此基础上，分析了施工过程中需要注意的关键位置，为今后类似工程的设计施工提供一定的参考。【关键词】初支拱盖法；地表沉降；应力计算国内外地铁车站的施工方法主要分为3类，分别为明挖法、暗挖法和盖挖法。明挖法施工地铁车站通常运用于城市交通和环境允许的情况下。明挖法施工的施工方法简单，施工成本较低，工期较短，安全性较高。所以在城市地下工程发展初期都首选明挖法作为施工方法。盖挖法施工是指先从地表向下开挖，随后施作顶盖并封闭，恢复地表路面，最后在封闭的顶盖下施作剩余的工程，下部结构施工可采用顺作或者逆作法进行。一般情况下，在施工地铁车站的时候，施工单位需要占用车站，这会对一定区域内的`交通会产生比较大的影响，造成交通堵塞。当地铁车站不是位于主干道上时，施工方可以在一定时间内把一部分车站封闭，确保剩余车道可以正常通车，这时采用盖挖法施工能减小建设地铁车站对区域内交通的影响。初支拱盖法是以拱盖法为基础，先分部开挖拱部并支护，通过围岩与初支形成整体支撑体系，保证车站主体开挖时安全稳定，尤其适用于硬岩车站开挖的施工工法，且对地面交通产生影响很小[1]。1工程概况贵阳地铁油榨街站址处属岩溶槽谷地貌，现状为硬化路面，地面标高1058.39~1061.51m，相对高差0~4.0m，地势总体呈东高西低状。站址范围内上覆第四系人工填土、红黏土，第四系覆盖层厚度约3.7~10.50m，下伏基岩为三叠系安顺组白云岩、泥质白云岩，中风化岩层顶面埋深一般约7.6~10.0m，局部可达19.6m，岩层呈单斜状，地址构造简单。站内不良地质有岩溶、人工填土、红黏土等。油榨街车站为2层岛式车站，采用曲拱直墙结构形式，上部以双侧壁导坑法开挖形成工作面，模筑500mm厚拱盖后，以喷锚初支分部开挖下部断面，开挖形成断面后从下至上完成二衬结构。2初支盖挖法施工过程车站主要施工步骤如下：三通一平（含地下管线的保护和改迁）→风井施工→开挖风井风道→以双侧壁导坑法开挖车站上部结构→在导坑内模筑拱盖→待拱盖强度达到设计要求后向下分层开挖车站下部结构→铺设防水层，由下到上浇筑二衬→施作内部结构。3施工过程数值仿真3.1有限元模型建立根据地勘单位给出的土样参数，确定模型参数，具体参数见表1。为了消除边界效应，数值模型左右尺寸取3倍车站跨度，数值计算模型底部采用固定约束，左右两侧约束水平位移。3.2计算结果根据实际开挖过程进行有限元数值计算，计算得出最终位移沉根据计算结果分析可知车站拱顶沉降为16.6cm，在施工中注意预留足够变形量，防止侵限；最大地表沉降为11.0cm，位于拱顶正上方，该沉降＜规范允许值，地表沉降满足要求。根据计算结果分析可知，锚杆所受轴向最大拉应力为69MPa，位于拱顶附近及车站下层侧墙上部区域，应注意该范围内锚杆的施工质量；最大压应力为104MPa，位于拱盖底部围岩基础位置，应注意该范围内锚杆的施工质量；以上锚杆应力满足要求[2]。根据计算结果分析可知，拱盖所受轴向最大压应力为19MPa，满足强度要求。从以上分析可知，采用拱盖初支分部开挖最终的沉降和初支强度满足规范要求，在实际施工中是可行的。4结束语综上所述，文章针对拱盖初支盖挖法，以贵阳地铁车站为例，采用数值仿真研究了地铁车站分部开挖过程，得出了开挖后车站最终地表沉降和初支应力分布情况，计算结果表明地表最大沉降满足规范要求，计算了拱顶最大沉降值，为施工预留变形提供参考，并确定了初支锚杆最大拉压应力分布区域，指出了施工过程中应该重点注意的位置，为今后类似工程的设计施工提供一定的参考。参考文献[1]李强.暗挖拱盖法在地铁中的应用[J].建筑技术开发，2016（03）：152~153.[2]范育辉.重庆轨道交通浅埋暗挖地铁车站快速施工方案比选[J].隧道建设，2011（S2）：187~190.