模型试验

研究论文 超大断面超大跨度城市地铁交叉换乘站结构型式及开挖模型试验研究

城市地下交叉换乘地铁车站修建中经常会遇到埋藏较浅、围岩不同、跨度和高度较大、道路交通拥堵以及周边建筑物对施工顺序敏感等困难，因此需要建立控制地下空间稳定性和地面沉降的地下工程。本文针对某车站的施工难点（最大开挖面积超过760 m 2 ），对该类换乘车站结构及施工开挖进行综合选型设计、施工力学响应、控制技术等。首先，借鉴大型地下换乘交通工程设计经验，充分考虑地层条件，提出一种“拱墙式”交叉换乘结构工法。经过精细数值分析，表明该结构可充分利用地层条件，减小地表沉降。 10、针对大断面施工过程中围岩稳定性问题，在传统大断面开挖方法的基础上，提出了“交叉岩梁+掘进法”施工方法。为验证该施工方法的效果，采用三维详细数值模型模拟施工工况，探究各开挖步骤下围岩力学响应特征及位移变化情况。与传统大断面开挖方法进行同步解释，结果表明新方法在控制围岩稳定性方面具有优势。同时，为保证工程安全施工，利用自主研发的多功能交通隧道工程试验系统开展大型物理模型试验，模拟“拱墙式”交叉转换结构施工全过程响应特性。通过对测点数据分析，结果表明结构形式及开挖方法引起的地表沉降、应力、结构力均满足安全施工要求。最终在新的结构形式及施工方法下，车站可安全施工。因此本文提出的结构形式和方法可以适应复杂环境下在建的大型地下结构。