PBA工法導(dǎo)洞不同開挖順序?qū)Φ乇沓两档挠绊?論文.pdf

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1、公路2O13年1月第l期HI(HWAYJan．2013No．1文章編號(hào)：0451—0712(2013)01—0298—04中圖分類號(hào)：U455．41l文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：BPBA工法導(dǎo)洞不同開挖順序?qū)Φ乇沓两档挠绊懸A，宋文杰。，董軍(1．中交路橋技術(shù)有限公司北京市100011；2．北京建筑工程學(xué)院北京市100044)摘要：隨著地下工程施工方法的日益豐富，越來越多的在建r程在確定施工方法時(shí)考慮的不僅是施工的安全性，而且還應(yīng)具有對(duì)周圍建筑物影響小，對(duì)管線、地表沉降控制較好等優(yōu)點(diǎn)。近年來PBA工法被許多在建工程廣泛應(yīng)用，本文基于北京地鐵七號(hào)線

2、雙井站與九龍山站的土層分布情況以及工程施工現(xiàn)狀，針對(duì)PBA工法中導(dǎo)洞開挖采取的步序進(jìn)行FIAC3D數(shù)值模擬，分別考慮先上后下、先下后上、先中間后兩邊等3種開挖方法，將所得的沉降值與實(shí)際工程中的數(shù)據(jù)相對(duì)比，最終得到導(dǎo)洞“先下后上，先兩邊后中間”的開挖方法能有效控制地表沉降。結(jié)論對(duì)于實(shí)際工程的建設(shè)具有一定的參考意義。關(guān)鍵詞：PBA工法；Flac3D數(shù)值模擬；導(dǎo)洞開挖；地表沉降PBA法的原理就是將明挖框架結(jié)構(gòu)施工方法對(duì)于地鐵施工引起周圍土體和地鐵結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和暗挖法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，即地面不具備施工基坑圍變化規(guī)律研究常常可以采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、模型試

3、驗(yàn)和護(hù)結(jié)構(gòu)條件時(shí)，改在地下先行暗挖的導(dǎo)洞內(nèi)施作圍數(shù)值模擬等方法。而數(shù)值模擬方法因?yàn)槠淠芙频刈o(hù)邊樁、樁頂縱梁，使圍護(hù)樁、樁頂縱梁、頂拱共同構(gòu)模擬開挖步驟、設(shè)置邊界條件、考慮了土體的非線性成樁(Pile)、梁(Beam)、拱(Arc)支撐框架體系性質(zhì)，而成為眾多研究方法中最簡(jiǎn)單易行的。(PBA)，承受施工過程的外部荷載；然后在頂拱和邊FIAC3D能夠進(jìn)行巖石和其他材料的三維結(jié)樁的保護(hù)下，逐層向下開挖(必要時(shí)設(shè)預(yù)加力橫向支構(gòu)受力特性模擬和塑性流動(dòng)分析，調(diào)整三維網(wǎng)格中撐)，施工內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最終形成由外層邊樁及頂拱初的多面體單元來模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)

4、。單元材料可采用線期支護(hù)和內(nèi)層二次襯砌組合而成的永久承載體性或非線性本構(gòu)模擬，在外力作用下，當(dāng)材料發(fā)生屈系E。服流動(dòng)后，網(wǎng)格能夠適應(yīng)相應(yīng)變形和移動(dòng)(大變形模PBA工法應(yīng)用一共有4種結(jié)構(gòu)形式：雙層單跨式)C89]。FIAC3D采用的顯式拉格朗日算法和混結(jié)構(gòu)、單柱雙層兩跨結(jié)構(gòu)、雙柱雙層三跨結(jié)構(gòu)、分離合一離散分區(qū)技術(shù)能夠非常準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)模擬材料的式雙層單跨結(jié)構(gòu)。其中雙層單跨結(jié)構(gòu)適用于風(fēng)道結(jié)塑性破壞和流動(dòng)，構(gòu)的修建，單柱雙層兩跨結(jié)構(gòu)與雙柱雙層三跨結(jié)構(gòu)無需形成剛度矩陣。都適用于跨度不相同的地鐵車站的修建]。PBA工法由于其適用于各種地層復(fù)雜、跨

5、度1工程概況大、對(duì)地面沉降要求嚴(yán)格的隧道開挖，因此能有效地北京地鐵7號(hào)線雙井站位于北京市朝陽區(qū)，車減小地面沉降，而且拆除臨時(shí)支護(hù)時(shí)工作量相對(duì)較站位于廣渠門外大街、廣渠路與東三環(huán)中路交叉口小，主體支護(hù)扣拱完成后能形成一定剛度的支護(hù)體東側(cè)，7號(hào)線車站在此處與既有10號(hào)線雙井站換系E34]。PBA工法在北京地鐵的修建過程中得到了乘。車站里程為左K13+184．379，車站總長(zhǎng)廣泛的應(yīng)用，且都取得了不錯(cuò)的效果，從不同的程度237．618m，寬23．1m，埋深約31．5ITI，軌面高程約上減小了對(duì)地表和周圍管線的沉降。8．709m。由于本站位

6、于繁忙交通十字路口地段，基金項(xiàng)目：住建部2012科技項(xiàng)目；工程結(jié)構(gòu)與新材料北京市高等學(xué)校工程研究中心開放基金資助項(xiàng)目收稿日期：2012—11—302013年第1期姚君華等：PBA工法導(dǎo)洞不同開挖順序?qū)Φ乇沓两档挠绊懖捎谩癙BA法”施工。相隔距離3．95m。土體采用摩爾庫侖本構(gòu)模型模7號(hào)線九龍山站總長(zhǎng)276．5m，有效站臺(tái)中心擬，襯砌部分采用線彈性本構(gòu)模型模擬，不考慮地下里程K14+350．786，有效站臺(tái)中心處軌面標(biāo)高水滲流的影響。導(dǎo)洞開挖過程分為以下3種方法。7．241，軌面埋深29．259m。車站主體為雙柱三跨(1)先上后下開挖

7、方法：此種方法是指先開挖上拱形結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)總寬23．3m，總高17．44m，層的4個(gè)導(dǎo)洞，遵循先兩邊后中間的一般開挖方法，覆土厚度14．64m。車站兩端接礦山法區(qū)間。再開挖下層的4個(gè)導(dǎo)洞，依然采用先兩邊后中間的本文基于北京地鐵7號(hào)線雙井站與九龍山站的開挖方法。土層分布情況以及工程施工現(xiàn)狀，針對(duì)PBA工法導(dǎo)(2)先下后上開挖方法：此種方法是指先開挖下洞開挖采取的步序進(jìn)行FLAC3D數(shù)值模擬，并與實(shí)層的4個(gè)導(dǎo)洞，遵循先兩邊后中間的一般開挖方法，際工程中的數(shù)據(jù)相對(duì)比，最終得到導(dǎo)洞開挖的最優(yōu)再開挖上層的4個(gè)導(dǎo)洞，依然采用先兩邊后中間的方

8、案。開挖方法。(3)依據(jù)前兩者對(duì)于地表沉降影響最小的方法，2實(shí)際工程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用先中間后兩邊的開挖方法，進(jìn)行對(duì)比分析，找出由于兩站導(dǎo)洞開挖順序不同，依據(jù)實(shí)際工程背哪一種開挖方法對(duì)地表沉降控制最有效。景，對(duì)雙井站與九龍山站的地表沉降