科技成果

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成果名称: 地铁平行换乘站帮接建设对既有车站结构的影响分析研究

成果登记号: 9612013Y0243

第一完成单位: 中铁第一勘察设计院集团有限公司

联 系 人: 高升

成果类型: 应用技术

技术领域: 现代交通

成果简介:

   北京地铁10号线二期工程及亦庄线宋家庄站是与地铁5号线平行换乘的枢纽车站,车站规模大,建成后的宋家庄枢纽站面积达到50306.38平方米,相当于7个足球场大小,并且要求与五号线宋家庄平行帮建,形成新的宋家庄地铁枢纽站。而5号线宋家庄车站已于2007年10月7日建成并投入运营。   本项目为国内第一次在既有线车站两侧大面积基坑开挖工程,通过对不同施工步序下的分析研究,在选择合适的施工开挖步序下,可有效的降低施工引起的既有线结构变形,同时可减少施工周期,保证工程的安全、顺利地实施,同时也有效的降低工程投资。   通过对该工程的各个特级风险点的研究,结合本次科研主要研究内容,形成以下主要成果:   1、本研究主要采用理论分析、数值模拟、现场监控量测相结合的方法进行研究,数值模拟分析和实际监测结果显示在施工过程中均引起了既有线的隆起变形,而且两者变形趋势基本一致。   2、研究采用理论计算和实际相结合的方式。通过有限元程序的大规模空间数值模拟计算与现场监控量测相结合,计算出新建结构基坑施工过程中既有线结构底部土体的竖向、水平位移,总结出在这种复杂条件下基坑施工引起既有线变形规律并通过现场监测数据得到验证。   3、科研考虑了既有线轨道结构的加固处理措施,在监测点的变形分析中,轨行区因为采取了相应的加固设计,变形值很小,水平轨距变化基本为零,由此看出,在类似复杂工程中,设计考虑对既有结构轨道采取加固处理是保证既有线正常运营的重要措施。   4、通过对模型计算结果的整理分析,在不同的开挖步序下,分析出在新线基坑开挖的过程是引起5号线位移变化幅度及速率的最大阶段,该阶段应作为设计时着重考虑,应从降水、围护结构、支撑体系以及监测频率等各方面在本阶段均应加强;同时在5号线结构左右两侧靠近开挖的部分产生了较大的隆起量,而结构距离开挖较远地方的隆起量较小,在设计时应重点关注临近基坑开挖一侧的既有线结构,在侧墙破洞、新旧结构的连接上该侧都应加强设计措施。   5、在既有结构变形缝两侧容易产生不均匀沉降,在设计过程中,合理布置围护结构的区域划分以及基坑土方开挖步序,对减少差异沉降量起到很大作用,特别是在变形缝两侧采用对称开挖方式对减少差异隆起效果明显。   6、通过对既有线运营列车振动对新建基坑的影响分析,靠近车站和远离车站的围护桩上位移和速度都很小,5号线的运营不会对基坑安全产生影响。   本科研项目确定的设计、施工方案,提出的新建地铁与既有地铁平行换乘的帮接建造技术,在解决类似的地铁设计、施工及运营监测等问题时可提供科学的解决方案,具有很高的推广价值和社会意义。