论文摘要
城市地铁车站隧道工程一般断面较大、埋深较浅、周边环境复杂,一旦发生沉降事故,将可能造成地表建筑物及地下管线的损坏。因此,研究其施工过程、地层变形规律、施工过程对周边环境的影响具有重要的现实意义。本论文以北京地铁四号线西四站主体暗挖段为工程背景,采用数值模拟和现场监测相结合的手段。首先,对地下工程中的常用支护形式进行分类,支护形式的力学效果模拟方式进行分析。同时设计数值实验,分析浅埋暗挖隧道开挖引起地层沉降的原因。其次,对西四站主体暗挖段四种不同施工方案进行数值模拟,对比分析地表沉降、拱顶沉降、隧道变形、地表建筑物差异沉降等指标。在此基础上,对变形的规律进行分析。最后,对西四站设计施工过程进行数值模拟,并与实际监测的结果进行对比,分析邻近管线和建筑物的安全状况。讨论数值分析和实际监测的差异及原因,准确地认识数值模拟的结果。通过上述问题的研究,取得以下主要成果:1、通过对地下工程常用的支护形式,以及这些支护形式的力学效果的归纳,总结出数值模拟中力学效果常用的模拟方法。2、通过对浅埋暗挖隧道开挖引起地层变形的原因进行数值模拟,分析得出其中的主要因素和次要因素,并总结出常用的地层变形控制措施。3、通过对西四站四种施工方案的数值模拟分析,优选出对保护既有构筑物最有利、最适合西四站施工的合理施工方案。4、分析得出大断面浅埋暗挖隧道沉降及变形与隧道开挖之间的关系,为类似工程中预测变形的发展趋势提供了参考依据。5、根据管线及地表建筑物的变形控制标准,对施工过程中邻近地下管线及邻近地表建筑物的安全状况做出了初步评价。
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