亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        懸掛法在大斷面淺埋暗挖隧道施工沉降控制中的應(yīng)用

        2021-01-09 04:01:32劉運(yùn)生蔡國(guó)慶張策張強(qiáng)李繼光李坤泓
        鐵道建筑 2020年12期
        關(guān)鍵詞:導(dǎo)洞導(dǎo)坑系桿

        劉運(yùn)生 蔡國(guó)慶 張策 張強(qiáng) 李繼光 李坤泓

        (1.中交哈爾濱地鐵投資建設(shè)有限公司,哈爾濱150086;2.北京交通大學(xué)城市地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100044;3.北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,北京100044)

        淺埋暗挖法于20世紀(jì)80年代創(chuàng)立并在北京市地鐵工程中首次應(yīng)用成功[1],其在城市地鐵隧道施工中具有極大優(yōu)勢(shì),被廣泛采用。淺埋暗挖法最大的特點(diǎn)是埋深淺,因此在施工過(guò)程中易引發(fā)地層損失,進(jìn)而導(dǎo)致地表沉降,對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生一定影響[2]。眾多學(xué)者對(duì)淺埋暗挖法施工過(guò)程中地層位移、孔隙水壓力等指標(biāo)演化規(guī)律開(kāi)展了研究[3-7]。目前,對(duì)于大斷面隧道施工已經(jīng)逐漸形成了2種較為成熟的施工方法,即交叉中隔壁法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法[8-10]。

        針對(duì)哈爾濱地鐵3號(hào)線(xiàn)淺埋暗挖隧道工程,在交叉中隔壁法基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的隧道施工方法——懸掛法。懸掛法的基本思想是通過(guò)設(shè)置豎向系桿將隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)與地表鋼框架體系相連接,即用系桿將隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)“吊起”并“懸掛”起到支撐作用,將地層應(yīng)力傳遞至地表鋼框架體系,達(dá)到有效控制地表沉降的目的。

        本文采用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究懸掛法施工過(guò)程中地表沉降、拱頂沉降及系桿軸力的變化規(guī)律。通過(guò)與交叉中隔壁法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的地表沉降結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證懸掛法在地表沉降控制方面的優(yōu)勢(shì)。

        1 工程概況

        哈爾濱地鐵3號(hào)線(xiàn)淺埋暗挖隧道位于哈爾濱地鐵3號(hào)線(xiàn)進(jìn)鄉(xiāng)街站—汽輪機(jī)廠(chǎng)站,為跨度13.8 m的馬蹄形單洞雙線(xiàn)大斷面隧道。臨近主要建筑物為哈爾濱汽輪機(jī)廠(chǎng)廠(chǎng)房,隧道上部為汽輪機(jī)廠(chǎng)圍擋施工場(chǎng)地。

        隧道設(shè)計(jì)斷面寬13.8 m、高11.0 m,選取23.9 m長(zhǎng)的試驗(yàn)段采用懸掛法進(jìn)行施工,分4步開(kāi)挖。采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu),初期支護(hù)采用C25早強(qiáng)混凝土和格柵鋼筋,并通過(guò)精軋螺紋鋼筋與地表鋼框架體系連接。二次襯砌結(jié)構(gòu)采用模筑混凝土。隧道開(kāi)挖土層的物理力學(xué)參數(shù)及地質(zhì)剖面分別如表1和圖1所示。圖1中1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)為導(dǎo)洞編號(hào)。

        表1 隧道開(kāi)挖土層的物理力學(xué)參數(shù)

        圖1 隧道地質(zhì)剖面(單位:cm)

        2 懸掛法施工過(guò)程數(shù)值模擬

        2.1 模型建立

        運(yùn)用有限元數(shù)值分析軟件ABAQUS建立模型(圖2),模型沿隧道縱向取55.95 m,橫向取94 m,高取44 m(隧道埋深11.06 m)。計(jì)算模型網(wǎng)格劃分為60 584個(gè)單元,65 880個(gè)節(jié)點(diǎn)。模型側(cè)面和底面為位移邊界,側(cè)面限制水平位移,底面限制豎向位移,頂面為自由面。

        圖2 懸掛法施工部分模型

        2.2 施工過(guò)程

        懸掛法現(xiàn)場(chǎng)施工分6個(gè)階段:①施作系桿與地表鋼框架體系;②依次開(kāi)挖洞室,施作初期支護(hù),連接初期支護(hù)結(jié)構(gòu)與精軋螺紋鋼;③分段拆除中隔壁,分批對(duì)精軋螺紋鋼施加預(yù)應(yīng)力,然后拆除下部的部分臨時(shí)中隔壁;④施作底板以及部分邊墻二次襯砌,待其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,將臨時(shí)中隔壁回?fù)沃两Y(jié)構(gòu)底板;⑤破除臨時(shí)仰拱及中隔壁,施作邊墻二次襯砌,封閉成環(huán);⑥待二次襯砌達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,拆除所有臨時(shí)支撐構(gòu)件,拆除地表鋼框架體系。

        為方便計(jì)算,建模過(guò)程中將施工階段簡(jiǎn)化分4個(gè)階段:①1號(hào)和2號(hào)導(dǎo)洞開(kāi)挖,施作初期支護(hù),共分21個(gè)施工步;②3號(hào)和4號(hào)導(dǎo)洞開(kāi)挖,施作初期支護(hù),共分13個(gè)施工步;③拆除中隔壁,施作二次襯砌,共分5個(gè)施工步;④拆除系桿和地表鋼框架體系,1個(gè)施工步。

        模擬時(shí)假定:①土體完全飽和,整個(gè)模型所有單元采用實(shí)體單元,地表鋼框架體系、系桿以及襯砌采用線(xiàn)彈性模型,土體采用DP理想彈塑性模型;②地層土體均在彈塑性范圍內(nèi)變化,不發(fā)生破壞或到達(dá)臨界狀態(tài),地應(yīng)力場(chǎng)由重力自動(dòng)生成;③地表鋼框架體系采用三維實(shí)體單元,對(duì)主梁約束豎向位移;④施工過(guò)程中不考慮上覆荷載的變化及地下水對(duì)隧道的動(dòng)態(tài)影響。

        2.3 模擬結(jié)果分析

        1)地表沉降變化規(guī)律

        不同施工階段結(jié)束時(shí)地表最大沉降量與隆起量見(jiàn)表2,沉降云圖見(jiàn)圖3。

        表2 地表最大沉降量與隆起量

        圖3 不同施工階段結(jié)束時(shí)沉降云圖(單位:m)

        由表2和圖3可知:隨著施工階段的進(jìn)行,地表最大沉降量呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì);3號(hào)和4號(hào)導(dǎo)洞開(kāi)挖施作初期支護(hù)階段(階段2),由于土體的開(kāi)挖地層應(yīng)力釋放,地表最大沉降達(dá)到6.25 mm;隨著中隔壁的拆除(階段3),由于土體失去了支撐,地表最大沉降量繼續(xù)增加,在階段3結(jié)束時(shí)最大沉降量達(dá)到12.9 mm;當(dāng)系桿和地表鋼框架體系全部拆除(階段4)后,由于系桿對(duì)土層的拉力消失,地層應(yīng)力進(jìn)一步釋放,地表沉降量達(dá)到最大,其值為14.5 mm。地表最大隆起量則呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),在導(dǎo)洞全部開(kāi)挖完成后達(dá)到最大值1.80 mm。

        2)系桿軸力變化規(guī)律

        第3排系桿(Z3-1至Z3-6)軸力隨施工步的變化曲線(xiàn)見(jiàn)圖4??芍?,系桿軸力呈增大-減小-增大的趨勢(shì)變化。在開(kāi)挖1號(hào)和2號(hào)導(dǎo)洞(施工步1到21)過(guò)程中,由于第3排系桿處在3號(hào)和4號(hào)導(dǎo)洞上方,尚未與初期支護(hù)綁定,故系桿軸力為0;開(kāi)挖3號(hào)和4號(hào)導(dǎo)洞(施工步22到34)過(guò)程中,當(dāng)開(kāi)挖至系桿處土體時(shí),系桿軸力逐漸增大,最大達(dá)到86.02 kN;繼續(xù)開(kāi)挖后續(xù)土體時(shí),系桿軸力開(kāi)始減??;拆除中隔壁(施工步35到39)后,由于失去了中隔壁的支撐,土體應(yīng)力釋放,轉(zhuǎn)由系桿承擔(dān),因此系桿軸力再次增大,最大軸力達(dá)到100.88 kN。

        圖4 第3排系桿軸力隨施工步變化曲線(xiàn)

        3 懸掛法、交叉中隔壁法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法沉降對(duì)比

        以上述工程為例,分別建立雙側(cè)壁導(dǎo)坑法和交叉中隔壁法施工的數(shù)值模型,并按各自施工步序模擬。將獲取的地表和拱頂沉降結(jié)果與懸掛法模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,見(jiàn)圖5。

        圖5 不同施工方法地表和拱頂沉降對(duì)比

        由圖5可知:無(wú)論是地表沉降還是拱頂沉降,采用懸掛法均小于采用交叉中隔壁法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。不同施工方法引起的地表最大沉降均發(fā)生在隧道軸線(xiàn)上方,懸掛法、交叉中隔壁法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法引起的地表最大沉降分別為14.51,15.98,22.06 mm。懸掛法、交叉中隔壁法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法引起的拱頂最大沉降分別為24.95,32.32,36.30 mm。按照DB11 409—2007《地鐵工程監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定,隧道拱頂沉降應(yīng)控制在30 mm以?xún)?nèi),只有懸掛法滿(mǎn)足規(guī)范要求。

        4 模擬結(jié)果與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比

        在施工現(xiàn)場(chǎng)布置了地表沉降和系桿軸力監(jiān)測(cè)點(diǎn),如圖6所示。

        圖6 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置及編號(hào)

        4.1 地表沉降

        監(jiān)測(cè)點(diǎn)地表沉降數(shù)值模擬值與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)值對(duì)比見(jiàn)圖7??梢?jiàn):施工完成時(shí),監(jiān)測(cè)點(diǎn)D2-5地表沉降的數(shù)值模擬值和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)值分別為13.96,12.58 mm,監(jiān)測(cè)點(diǎn)D2-6地表沉降的數(shù)值模擬值和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)值分別為14.51,14.89 mm。兩者施工方法沉降曲線(xiàn)變化趨勢(shì)相同,尤其是在中隔壁拆除階段(施工步35至39)兩者較為吻合。

        圖7 監(jiān)測(cè)點(diǎn)地表沉降數(shù)值模擬值與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)值對(duì)比

        4.2 系桿軸力

        監(jiān)測(cè)點(diǎn)系桿軸力數(shù)值模擬值與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)值對(duì)比見(jiàn)圖8。可見(jiàn),2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)系桿軸力均呈增大-減小-增大的趨勢(shì)變化。施工完成時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)Z3-2系桿軸力數(shù)值模擬值和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)值分別為98.49,110.99 kN;監(jiān)測(cè)點(diǎn)Z3-3系桿軸力數(shù)值模擬值和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)值分別為61.25,43.63 kN。施工過(guò)程中系桿軸力數(shù)值模擬值和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)值變化趨勢(shì)相同。數(shù)值模擬時(shí)軸力為0的施工步系桿并不受力,這是由于系桿尚未與初期支護(hù)綁定,而在實(shí)際工程中系桿插入土體后就開(kāi)始受力,導(dǎo)致在前期有較小的軸力值出現(xiàn)。在系桿軸力的第一個(gè)上升段,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化比模擬結(jié)果更加平緩。這主要是因?yàn)槟M時(shí)土體開(kāi)挖引起的應(yīng)力是在這一步施工完成后完全釋放,而實(shí)際施工過(guò)程中應(yīng)力釋放是一個(gè)過(guò)程。

        圖8 監(jiān)測(cè)點(diǎn)系桿軸力數(shù)值模擬值與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)值對(duì)比

        5 結(jié)論

        1)在交叉中隔壁法基礎(chǔ)上,提出了一種改進(jìn)的隧道施工方法——懸掛法,通過(guò)設(shè)置豎向系桿將隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)與地表鋼框架體系相連接,即用系桿將隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)“吊起”并“懸掛”直到支撐作用,將地層應(yīng)力傳遞至地表鋼框架體系,達(dá)到有效控制地表沉降的目的。

        2)通過(guò)數(shù)值模擬分析隧道開(kāi)挖過(guò)程中地表沉降、拱頂沉降及系桿軸力,得出懸掛法在控制沉降方面優(yōu)于傳統(tǒng)的交叉中隔壁法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。

        3)經(jīng)在哈爾濱地鐵3號(hào)線(xiàn)進(jìn)鄉(xiāng)街站試驗(yàn),采用懸掛法施工地表最大沉降的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)值和數(shù)值模擬值接近,均在15 mm以?xún)?nèi)。

        猜你喜歡
        導(dǎo)洞導(dǎo)坑系桿
        PBA 工法暗挖車(chē)站導(dǎo)洞施工應(yīng)力場(chǎng)分布研究
        高速公路隧道洞口淺埋段施工中的雙側(cè)壁導(dǎo)坑法
        雙側(cè)壁導(dǎo)坑法隧道下穿既有車(chē)站施工方法研究
        不同覆跨比下洞樁法導(dǎo)洞開(kāi)挖引發(fā)地表變形規(guī)律研究
        反對(duì)稱(chēng)異型系桿拱橋設(shè)計(jì)與研究
        上海公路(2019年2期)2019-10-08 09:05:44
        某下承式系桿拱橋設(shè)計(jì)分析
        淺談下承式系桿拱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算分析
        臺(tái)階法和中隔壁導(dǎo)坑法開(kāi)挖在公路隧道施工中的運(yùn)用
        江西建材(2018年1期)2018-04-04 05:26:24
        系桿拱橋穩(wěn)定性探索——考慮拱梁共同作用
        上海公路(2018年3期)2018-03-21 05:55:42
        地鐵車(chē)站暗挖法施工中導(dǎo)洞開(kāi)挖方案比較
        青青草国产在线视频自拍| 91福利精品老师国产自产在线| 天堂av在线播放观看| 91色老久久偷偷精品蜜臀懂色| 永久黄网站色视频免费看| 亚洲不卡av不卡一区二区| 亚洲性色ai无码| av在线播放免费网站| 欧美国产综合欧美视频| 欧美午夜精品久久久久久浪潮| 无码AV午夜福利一区| 男女性行为免费视频网站| 无码人妻精品一区二区三区9厂| 蜜臀av一区二区| 国产视频精品一区白白色| 一区二区三区国产内射| 777国产偷窥盗摄精品品在线| 亚洲成av人最新无码| 日本二区视频在线观看| 日本一区二区三区人妻| 一边吃奶一边摸做爽视频| 国产午夜福利精品| 久久99久久久精品人妻一区二区| 99re6在线视频精品免费下载| 好屌草这里只有精品| 亚洲免费视频网站在线| 水蜜桃网站视频在线观看| 凹凸国产熟女精品视频app| 中文字幕无码不卡免费视频| 亚洲精品一区二区三区播放 | 99色网站| 中文字幕人妻日韩精品| 亚洲精品久久| 日日摸夜夜添夜夜添一区二区| 精品黄色一区二区三区| 国产日韩精品suv| 国产精品天天狠天天看| 久久青青草视频免费观看| 少妇被粗大进猛进出处故事| 女人被男人躁得好爽免费视频| 无码一区久久久久久久绯色AV|