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地鐵施工三維仿真模擬
通過大型有限元計算軟件ANSYS 模擬隧道開挖和支護，能夠在開挖過程中對隧道的變形和應力狀況進行準確的描述及預判，從而便于制定開挖和支護方案，能夠指導設計施工，節(jié)省大量成本，ANSYS能夠為隧道施工控制提供較為可靠的手段和依據(jù)。
城市地鐵;開挖施工;仿真模擬;有限元分析
目前，在世界各國的城市地鐵施工中，由于地質(zhì)環(huán)境具有很強的不確定性和模糊性，隧道圍巖錯綜復雜的變化，開挖方式的多樣性，導致不能準確地采用一種本構(gòu)模型對地鐵開挖過程進行數(shù)值模擬，因此迫切地需要一種恰當?shù)姆椒▽Φ罔F隧道進行有效的模擬研究。目前，地鐵隧道模擬研究的方法有物理實驗方法、工程類比方法和數(shù)值模擬方法。物理實驗方法費用高，時間長，工程類比方法由于劃分比較粗糙，與實際有時差距較大。因而，有限元數(shù)值分析方法是目前地鐵隧道研究的一種非常經(jīng)濟的方法。本文主要介紹采用大型通用有限元ANSYS軟件進行地鐵隧道開挖三維仿真分析的全過程，以此來判斷施工方法選擇的合理性、圍巖的穩(wěn)定性以及支護參數(shù)能否滿足設計要求。在地鐵施工過程中進行有限元數(shù)值模擬分析能夠驗證施工方案的可行性，為地鐵安全穩(wěn)定的施工進行服務，為工程規(guī)劃決策者提供依據(jù)和指導。
常用的單跨隧道淺埋暗挖方法
1.開挖方法選擇
根據(jù)開挖斷面大小，在一般條件下有如圖1所示的開挖方法。
2.施工順序
各種施工方法的施工順序如圖2所示
3.臺階法施工
臺階法是最基本、運用最廣泛的施工方法，而且是實現(xiàn)其它施工方法的重要手段。當開挖斷面較高時可進行多臺階施工，每層臺階的高度常用3.5～4.5m，或以人站立方便操作選擇臺階高度。臺階長度的選擇參見圖3示：
進行臺階開挖時的輔助施工方法
① 環(huán)狀開挖留核心土并設鎖腳錨管
②下臺階除可一次開挖外，根據(jù)地質(zhì)條件又可分別選用圖5所示的開挖方法：
③初次支護背后注漿
④特殊不良地質(zhì)條件在上臺階的底部設臨時仰拱，或者在上臺階的拱頂下設臨時立柱，有利于減少圍巖的收斂和拱頂?shù)南鲁痢?/span>
4.CD法和CRD法(中隔墻法和交叉中隔墻法)
5. PBA法
6.中洞法
7.雙側(cè)壁導坑法
02地鐵車站蓋挖法逆作施工
先施作車站周邊圍護樁和結(jié)構(gòu)主體樁柱，然后將結(jié)構(gòu)蓋板置于樁(圍護樁)、柱(鋼管柱或混凝土柱)之上，自上而下完成土方開挖和邊墻、中隔板及底板襯砌的施工方法，謂之蓋挖逆作法。
