大直径盾构隧道扩挖地铁车站的力学性能研究  

Study of mechanical performance of metro station constructed by enlarging large diameter shield tunnel

作　　者：丁德云[1,2] 鲁卫东[1] 杨秀仁[1] 刘维宁[2] 颜莓[3] 

机构地区：[1]北京城建设计研究总院有限责任公司,北京100037 [2]北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044 [3]天津市市政工程设计研究院,天津300051

出　　处：《岩土力学》2010年第S2期281-287,共7页Rock and Soil Mechanics

基　　金：北京市科技计划重点项目资助(D0604003040921)

摘　　要：日益复杂的地铁建设环境使得地铁线路布置困难、施工风险加大,同时对施工方法也提出了更为严格的要求。采用大直径盾构建造地铁单洞双线区间并在盾构隧道基础上小规模扩挖形成车站是解决复杂环境下地铁建设的一种新思路。以北京地铁14号线高家园站为背景,提出了在外径10m的大直径盾构隧道基础上采用CRD(CrossDiaphragm)法扩挖地铁车站的两种方案,利用"地层-结构"相互作用有限元法模拟了车站扩挖施工过程,研究了结构体系的受力转换规律。结果表明:在扩挖施工中,结构受力转换频繁;结构体系的最大轴向应力位置由管片环转移到初期支护,最大剪应力位置转移到封顶块管片;管片环由受压状态为主转向受剪状态为主,初期支护、中隔板、梁柱及临时支撑以受压状态为主;封顶块管片和顶梁上部翼缘处的应力较大,应对这些位置进行加强处理。日益复杂的地铁建设环境使得地铁线路布置困难、施工风险加大,同时对施工方法也提出了更为严格的要求。采用大直径盾构建造地铁单洞双线区间并在盾构隧道基础上小规模扩挖形成车站是解决复杂环境下地铁建设的一种新思路。以北京地铁14号线高家园站为背景,提出了在外径10m的大直径盾构隧道基础上采用CRD(CrossDiaphragm)法扩挖地铁车站的两种方案,利用"地层-结构"相互作用有限元法模拟了车站扩挖施工过程,研究了结构体系的受力转换规律。结果表明:在扩挖施工中,结构受力转换频繁;结构体系的最大轴向应力位置由管片环转移到初期支护,最大剪应力位置转移到封顶块管片;管片环由受压状态为主转向受剪状态为主,初期支护、中隔板、梁柱及临时支撑以受压状态为主;封顶块管片和顶梁上部翼缘处的应力较大,应对这些位置进行加强处理。

关 键 词：大直径盾构隧道 地铁车站 扩挖 CRD法 

分 类 号：P634.1[天文地球—地质矿产勘探] TU45[天文地球—地质学]