模型試驗(yàn)案例

1、第一章 地鐵車站三維物理模型試驗(yàn)的意義和內(nèi)容模型試驗(yàn)案例盾構(gòu)法與淺埋暗挖法結(jié)合建造地鐵車站模型試驗(yàn) 第一章 地鐵車站三維物理模型試驗(yàn)的意義和內(nèi)容1.1 目的與意義采用直徑6m的區(qū)間盾構(gòu)隧道拓展建造地鐵車站的研究，是解決目前盾構(gòu)區(qū)間施工和車站施工工期矛盾的重要手段。采用相似材料進(jìn)行大比尺三維物理模型試驗(yàn)?zāi)軠?zhǔn)確地模擬施工過(guò)程的影響，使得更容易從全局上把握車站結(jié)構(gòu)的整體力學(xué)特征、變形趨勢(shì)和穩(wěn)定性特點(diǎn)。1.2 試驗(yàn)內(nèi)容(1) 剩余管片的收斂變形規(guī)律(2) 剩余管片內(nèi)力變化規(guī)律(3) 隧道內(nèi)臨時(shí)支撐內(nèi)力變化規(guī)律(4) 洞周土壓力變化規(guī)律(5) 洞周地層變形規(guī)律(6) 地表沉降規(guī)律(7) 觀察地層變形隔離

2、樁方案對(duì)保護(hù)盾構(gòu)管片的效果。圖1.1 塔柱式2第二章 模型試驗(yàn)總體方案設(shè)計(jì)第二章 模型試驗(yàn)總體方案設(shè)計(jì)2.1工程布置和洞室組成兩個(gè)盾構(gòu)隧道的中心距離為23m，隧道內(nèi)徑為5.4m，開(kāi)挖外徑為6.0m，這樣兩洞開(kāi)挖外邊線間距為29m。考慮到邊界條件的影響，盾構(gòu)隧道外側(cè)距離模型邊界應(yīng)滿足3倍洞徑的要求，即每側(cè)需要6.0m×318.0m，模型在水平方向應(yīng)該達(dá)到29m+18m×2=65m，因此模型寬度按1：10要求取為6.5m。在垂直方向上，隧道上部按8.0m埋深考慮（其中頂部2.5m為雜填土），下部地層考慮一倍車站高度，這樣需要模擬的高度為：8.0+10.364×2=28

3、.728m，因此模型高度為2.88m。所以模型在車站隧道橫斷面的尺寸可取為6.5m×2.88m。結(jié)合試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)際情況，模型最終尺寸確定為6.5m × 1.8m × 2.88m (L×W×H)，見(jiàn)圖2.1。圖 2.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ褪疽鈭D2.2相似條件設(shè)計(jì)根據(jù)與試驗(yàn)條件，確定模型的幾何比尺為1 /10。之所以確定這一比尺，主要是考慮到開(kāi)挖模擬的可操作性，以及相似物理量之間的換算關(guān)系的簡(jiǎn)化。各種相關(guān)物理量的設(shè)計(jì)相似比尺如下：(1)幾何比尺：KLLp / Lm 10(2)容重比尺：K p/m 1(3)應(yīng)力比尺：Kp/m KL × K 10(4)位

4、移的量綱與幾何尺度相同，相似比尺也相同。即：Kuup / um 10(5)無(wú)量綱的物理量如應(yīng)變、泊松比、摩擦角的相似比尺均為 1。即：Kp /m 1Kp /m 1Kp /m 1(6)與應(yīng)力有相同量綱的物理量均有與應(yīng)力相同的相似比尺，即材料彈性模量、剪切模量、抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、粘聚力，初始地應(yīng)力和面力荷載的相似比尺均為 10。KE = KG = KRc = KRt = Kc = Kro = Kp = 102.3 地層材料和管片的模擬2.3.1 北京地鐵隧道結(jié)構(gòu)的環(huán)境地層(1) 人工堆積層：以雜填土為主，一般埋深3m左右；(2) 第四紀(jì)全新世沖洪積層：以粉質(zhì)粘土、粉土及細(xì)中砂為主；(3) 第四紀(jì)

5、全新世沖洪積層：粉細(xì)砂，低壓縮性，連續(xù)分布、透鏡狀分布，含少量礫石，(4) 第四紀(jì)晚更新世沖洪積層：以卵石圓礫為主，最大粒徑150mm，一般粒徑2050mm，細(xì)中砂充填。2.3.2模擬地層的相似材料根據(jù)模型試驗(yàn)相似理論，如果使模型材料的容重與實(shí)際巖體材料的容重相同，即容重比尺等于1.0時(shí)，則彈性模量和應(yīng)力比尺將與幾何比尺相同。這將大大簡(jiǎn)化和方便模型參數(shù)與實(shí)際工程物理參數(shù)之間的換算。由于上述地層往往以互層形式出現(xiàn)，所以在模型試驗(yàn)中，選用天然土體粉細(xì)砂及粘土作為模型的主要材料。容重的相似比尺為1，泊松比及內(nèi)摩擦角的相似比尺也為1，而壓縮模量與內(nèi)聚力的相似比尺為10。(1)雜填土 位于在模型表層2.

6、5m范圍內(nèi)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響較小，主要考慮它的容重相似，提供上部荷載，干容重為16.5kN/m3。(2)粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂互層 這一地層是地鐵隧洞通過(guò)的主要地層。實(shí)際工程中，這幾種地層相互交錯(cuò)，具有一定隨機(jī)性；將這幾種地層統(tǒng)一模擬成一種等效材料。試驗(yàn)中該模擬地層的厚度確定為1.66m。隧道整體位于這種地層中。由于要降低壓縮模量和內(nèi)聚力，必須減少粘粒含量并降低模型材料的密實(shí)度，而這與保持容重與原狀地層一致是矛盾的。為解決這一問(wèn)題，采取在材料中添加無(wú)黏性髙容重的四氧化三鐵粉，作為增加容重和減少壓縮模量及內(nèi)聚力的手段。 (3)卵石圓礫 ：采用砂礫土來(lái)模擬卵石圓礫。模型試驗(yàn)中這一地層位于地鐵隧洞的底

7、部，厚度為0.97m。2.5.3 人工相似材料試驗(yàn)中需要模擬的人工材料包括盾構(gòu)管片混凝土、地層變形隔離樁材料、站廳拱部預(yù)支護(hù)材料、初期支護(hù)材料、二次襯砌材料、橫通道襯砌材料、拆除管片時(shí)的加固材料等。1）管片混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C50，按照強(qiáng)度比尺10：1的關(guān)系，模擬材料采用一級(jí)配小石混凝土，標(biāo)號(hào)降為C5，是原型材料強(qiáng)度的十分之一。2）地層變形隔離樁采用了預(yù)埋內(nèi)徑50mm，壁厚1mm，間距12cm的PVC管，然后其中灌注C2水泥砂漿模擬。3）站廳拱部預(yù)支護(hù)材料，采用在土壤模擬材料中添加2的450硅酸鹽水泥的混合土模擬，預(yù)支護(hù)層厚度為5cm。模型制作過(guò)程中同時(shí)完成預(yù)支護(hù)層的填筑。2.5.4 管片的模擬

8、用C5水泥砂漿預(yù)制管段來(lái)模擬管片。外徑為60cm，厚度為3cm，管段長(zhǎng)度12cm。砂漿中摻加細(xì)鋼筋網(wǎng)以增加模型管段的整體性和抗彎抗拉強(qiáng)度，避免填筑模型材料時(shí)管段發(fā)生破壞。管段外側(cè)按照提供的管片排列設(shè)計(jì)圖紙預(yù)先切割出一條深0.6cm、寬0.2cm的順軸線方向的淺槽，相當(dāng)管片剛度降低20。這樣每個(gè)管段由6塊管片構(gòu)成。此外為了保證開(kāi)挖橫通道的斷面穿過(guò)管片時(shí)的洞型，預(yù)先于橫通道對(duì)應(yīng)的管片位置切割出0.3cm(寬)的窄縫，但不切斷鋼筋。在模擬管片拆除時(shí)，采用小型圓盤電鋸沿淺槽進(jìn)行切割，分片拆除管段相應(yīng)部分，形成擴(kuò)挖工作面。2.3.4 模型的邊界條件和初始條件模型的邊界處理，采用了在試驗(yàn)臺(tái)箱型鋼板上涂抹黃

9、油，并粘貼聚四氟乙烯塑料薄膜的方法減少邊界摩擦力。每填一層土都先進(jìn)行邊界處理。本次試驗(yàn)只考慮了自重應(yīng)力場(chǎng)。由于地層模型材料的容重比尺是1：1，而且地層范圍一直模擬到地面，所以初始應(yīng)力場(chǎng)是自動(dòng)按比例形成的。2.4試驗(yàn)臺(tái)架、加力設(shè)備設(shè)計(jì)及原始地應(yīng)力模擬2.4.1試驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)本次試驗(yàn)擬采用的模型試驗(yàn)臺(tái)架尺寸為6.5×5.2×1.8m3，（長(zhǎng)×髙×寬），臺(tái)架在80 t垂直荷載以及80t水平荷載的作用下，變形僅為23mm，滿足模型試驗(yàn)的要求。試驗(yàn)臺(tái)采用清華大學(xué)三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)臺(tái)改造而成，試驗(yàn)臺(tái)為四周封閉的鋼結(jié)構(gòu)，用雙層200工字鋼組合鋼架對(duì)模型槽鈑前后進(jìn)行約束

10、。（見(jiàn)圖2.3）。圖2.3 試驗(yàn)臺(tái)架2.4.2 加力方式及設(shè)備原試驗(yàn)臺(tái)采用了液壓千斤頂與高壓氣囊相結(jié)合的加載方式，對(duì)模型施加水平荷載。垂直荷載由于模型材料容重比尺為1.0，可以自然形成。本試驗(yàn)只模擬自重應(yīng)力和垂直方向的地面超載，因而無(wú)需水平方向加載。2.4.3 地應(yīng)力模擬本試驗(yàn)只模擬自重應(yīng)力場(chǎng)。2.5車站開(kāi)挖模擬在兩個(gè)盾構(gòu)隧道中間，首先進(jìn)行車站主體大斷面開(kāi)挖，采用CRD法分九部開(kāi)挖，開(kāi)挖分區(qū)如圖2.4紅線所示。(a) 分塊及開(kāi)挖步序 (b) 鋼板設(shè)計(jì)圖 圖2.4 站廳隧道開(kāi)挖分塊方案2.6 隔離樁模擬由于車站開(kāi)挖斷面比較大，開(kāi)挖高度超過(guò)10m，地層內(nèi)部將會(huì)產(chǎn)生較大的變形，可能會(huì)引起盾構(gòu)管片向站

11、廳隧道向移動(dòng)，因此試驗(yàn)中為探討隔離樁對(duì)控制地層側(cè)向變形的效果，按照剛度相似的原則，在東線盾構(gòu)外側(cè)采用布置50120的 PVC管內(nèi)澆注C2水泥砂漿的方式來(lái)模擬實(shí)際工程中的鋼筋混凝土鉆孔隔離樁。西側(cè)隧道外測(cè)沒(méi)有設(shè)置隔離樁，其目的是探討隔離樁對(duì)控制地層側(cè)向變形和剩余管片側(cè)向變形的效果。 圖2.5 隔離樁技術(shù)方案圖2.6 模型中隔立樁布置2.8 車站支護(hù)模擬在試驗(yàn)中模擬了實(shí)際工程中的各種支護(hù)，具體有：臨時(shí)支護(hù)、初次襯砌支護(hù)、二次襯砌支護(hù)等。(1)站廳隧道支護(hù) 站廳隧道支護(hù)有臨時(shí)支護(hù)、初次襯砌、二次襯砌。臨時(shí)支護(hù)采用新設(shè)計(jì)的技術(shù)方案，將支護(hù)用活動(dòng)鋼桿一端支撐在固定套座上，套座固定于模型外圍鋼板上（如圖3

12、.6）,隨著站廳隧道的開(kāi)挖進(jìn)程鋼桿不斷向掌子面延伸，利用其支撐上表面與開(kāi)挖弧形相吻合的特制方木，從而達(dá)到及時(shí)支護(hù)的目的。站廳隧道初次襯砌厚度為3.5cm,課題組預(yù)制了弧形且斷面邊長(zhǎng)為3cm的等邊三角形鋼拱架，按照設(shè)計(jì)支護(hù)方案固定在開(kāi)挖斷面周邊，然后噴涂C5水泥砂漿，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。站廳隧道二次襯砌支護(hù)厚度為6.5cm，課題組制做了弧形鋼筋網(wǎng)片（圖2.7），鋼筋間距縱向?yàn)?cm，環(huán)向?yàn)?0cm，按照設(shè)計(jì)支護(hù)方案固定在開(kāi)挖斷面周邊，然后噴涂C5水泥砂漿，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。(2)橫通道支護(hù) 橫通道支護(hù)有臨時(shí)支護(hù)、初次襯砌支護(hù)（特制鋼板支護(hù)結(jié)構(gòu)如圖2.8），臨時(shí)支護(hù)采用課題組設(shè)計(jì)的鋼板做的支架，隨橫通道的開(kāi)

13、挖逐漸向內(nèi)推進(jìn)，直至鋼板架結(jié)構(gòu)完全就位，并將其作為橫通道的初襯。二次襯砌采用鋼筋架結(jié)構(gòu)，圖2.9側(cè)面鋼筋為封閉鋼筋架的一部分。圖2.7站廳隧道臨時(shí)支護(hù)裝置圖2.8站廳頂拱二襯鋼筋網(wǎng) 圖2.9 橫通道一襯及底板二襯混凝土(3)管片支撐 破除管片后，有十三片管片變?yōu)榇箝_(kāi)口管片，在實(shí)際工程中這部分管片和地鐵車站隧道是連接為一體的，因此在模型試驗(yàn)中為真實(shí)模擬這一工程細(xì)部，將管片破口處用4×4等邊角鋼進(jìn)行支護(hù)，角鋼長(zhǎng)度為每一橫通道破口處的六環(huán)管片的總長(zhǎng)，即72cm。并將角鋼和橫通道二襯混凝土澆注為一體，這樣既增加了整個(gè)二襯混凝土的整體穩(wěn)定性，又真實(shí)模擬了實(shí)際襯砌的情況。2.9收斂變形、洞周位移

14、分布及地面沉降的量測(cè)(1) 收斂測(cè)量a. 測(cè)點(diǎn)布置位置 對(duì)于單數(shù)管片在管片的左右兩內(nèi)側(cè)粘貼測(cè)量標(biāo)記點(diǎn)，對(duì)于雙數(shù)管片在管片的上下內(nèi)側(cè)粘貼測(cè)量標(biāo)記點(diǎn)，共60個(gè)。每個(gè)管片1對(duì)測(cè)點(diǎn)，或拱頂和拱底為1對(duì)，或兩側(cè)壁為1對(duì)（圖2.10）。在車站站廳隧道二襯完成后，在車站頂拱和二襯底板上增加5對(duì)（上下）測(cè)量標(biāo)點(diǎn)，共計(jì)埋設(shè)測(cè)量標(biāo)點(diǎn)70個(gè)收斂測(cè)點(diǎn)。b. 測(cè)點(diǎn)數(shù)量 總計(jì)36對(duì)測(cè)點(diǎn)(30對(duì)管片收斂測(cè)點(diǎn)，6對(duì)車站隧道收斂測(cè)點(diǎn))。(2) 多點(diǎn)位移計(jì)a. 測(cè)點(diǎn)布置位置 布置3個(gè)測(cè)試斷面，分別位于第4、5環(huán)之間、第8環(huán)中心和第11、12環(huán)之間（如圖2.11、2.12）。每個(gè)斷面5條測(cè)線，其中兩條水平測(cè)線分別布置個(gè)測(cè)點(diǎn)，盾構(gòu)拱

15、頂和車站拱頂三條垂直測(cè)線各布置兩個(gè)測(cè)點(diǎn)。b. 測(cè)點(diǎn)數(shù)量 3個(gè)斷面×2×3個(gè)點(diǎn)/每條測(cè)線3×2個(gè)點(diǎn)/每條測(cè)線=36個(gè)測(cè)點(diǎn)?？v向奇數(shù)管片 縱向偶數(shù)管片圖2.10 管片內(nèi)側(cè)收斂測(cè)點(diǎn)布置圖 2.11 地層土體內(nèi)部位移測(cè)量布置圖2.12 地表沉降測(cè)量布置(3) 地面沉降：a. 測(cè)點(diǎn)布置位置 布置3個(gè)測(cè)試斷面，分別位于第4、5環(huán)之間、第8環(huán)中心和第11、12環(huán)之間。每個(gè)斷面布置7個(gè)測(cè)點(diǎn)。地表沉降測(cè)點(diǎn)布置斷面見(jiàn)圖2.12。 b. 測(cè)點(diǎn)數(shù)量 3個(gè)斷面×7個(gè)測(cè)點(diǎn)/每個(gè)斷面=21個(gè)測(cè)點(diǎn)。2.10管片應(yīng)力及周圍地層內(nèi)部土壓力量測(cè)(1) 應(yīng)變片布置a. 測(cè)點(diǎn)布置位置：?jiǎn)螖?shù)管片在

16、管片的上下兩內(nèi)側(cè)粘貼應(yīng)變片，先上后下；雙數(shù)管片在管片的左右內(nèi)側(cè)粘貼應(yīng)變片，先東后西；每個(gè)管片的支撐立柱上粘貼兩片應(yīng)變片，測(cè)量立柱壓力變化；管內(nèi)側(cè)預(yù)應(yīng)力拉桿上每個(gè)粘貼一片應(yīng)變片，每個(gè)隧道中的應(yīng)變片編號(hào)次序?yàn)橄裙芷?，后立柱，再預(yù)應(yīng)力拉桿。b. 測(cè)點(diǎn)數(shù)量 每個(gè)隧道中為30244 = 58片，兩個(gè)隧道共116片。(2)壓力盒布置a. 測(cè)點(diǎn)布置位置 布置3個(gè)測(cè)試斷面，分別位于第4、5環(huán)之間、第8環(huán)中心和第11、12環(huán)之間，每個(gè)斷面7個(gè)土壓力盒。3個(gè)斷面×7個(gè)土壓力盒/每個(gè)斷面=21個(gè)土壓力盒。見(jiàn)圖2.13。圖2.13 土壓力測(cè)量布置橫斷面圖圖2.14 土壓力測(cè)量布置平面圖13第三章 模型材料配

17、比試驗(yàn)及模型制作第三章 模型材料配比試驗(yàn)及模型制作3.1 主體材料的選擇及配比試驗(yàn)粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂互層是車站通過(guò)的主要地層，對(duì)整個(gè)試驗(yàn)影響最大，需要重點(diǎn)模擬。在試驗(yàn)中準(zhǔn)確模擬互層是沒(méi)有意義的，而將這幾種地層統(tǒng)一模擬成一種等效材料是一種合理的選擇。試驗(yàn)中該模擬地層的厚度確定為1.66m。車站隧道整體將位于這種地層中。由于要降低壓縮模量和內(nèi)聚力，必須減少粘粒含量并降低模型材料的密實(shí)度，而這與保持容重與原狀地層一致是矛盾的。為解決這一問(wèn)題，擬采取在材料中添加無(wú)黏性髙容重的四氧化三鐵粉，作為增加容重和減少壓縮模量及內(nèi)聚力的手段。采用了地鐵工地挖出的粘土作為膠凝材料，過(guò)2mm篩的天然河沙、磁鐵礦精

18、礦粉和水構(gòu)成了制作模型的主要材料。3.1.1 基本材料用來(lái)制作地鐵隧道穿過(guò)的主要地層粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂互層的等效模擬材料的主要成分包括如下三種材料：即鐵礦粉、細(xì)砂、粘土，各自的基本參數(shù)如下表。表3.1 三種基本材料參數(shù)基本材料鐵粉（）細(xì)砂(Sand)粘土(Clay)比重Gs(*)4.622.652.70天然含水量(*)4.30%3.20%3.78%3.1.2 各試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒牧吓浔雀鶕?jù)各基本材料的參數(shù)和容重比尺近似為1.0的條件，確定了如下7種配比方案，如表3.2：表3.2 七種基本材料配比方案配比類型基本材料配比P(*)比重Gs(*)鐵粉P（）細(xì)砂P(Sand)粘土P(Clay)A23%65

19、%12%2.95B12%65%23%2.80C43%35%22%3.27D22%35%43%2.95E10%55%35%2.79F10%75%15%2.78G11%70%19%2.79附：模型材料比重計(jì)算公式 Gs (*) = ; (3-1)3.1.3 試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒牧虾亢繉?duì)材料性質(zhì)有較大影響，根據(jù)各基本材料的參數(shù)，在確定了以上7種基本材料配比方案的基礎(chǔ)上，每種配比又選擇了如下4種含水量，如表3.3所示：表3.3 四種含水量方案含水量編號(hào)含水量w (*)4%8%10%12%說(shuō)明：基本材料配比P(*)和含水量w(*)是影響模型材料物理力學(xué)性質(zhì)的兩個(gè)主要因素，為方便記錄比較，編號(hào)為“C”的材料

20、即表示該模型材料的基本材料配比為C型，含水量為型（10%）。3.1.4 配料計(jì)算 如配制“C”型模型材料M克，所需各基本材料質(zhì)量m(*)計(jì)算如下： 鐵粉 m() = ; (3-2)細(xì)砂 m(Sand) = ; (3-3)粘土 m(Clay) = ; (3-4) 水 m(Water) = . (3-5)3.1.5 模型材料初始孔隙率； (3-6)3.1.6 原狀土、試驗(yàn)土相關(guān)參數(shù)比較表 3.12 原狀土、試驗(yàn)土相關(guān)參數(shù)比較容重含水量壓縮模量（MPa）基本承載力(單軸強(qiáng)度)（kPa）粘聚力(kPa)內(nèi)摩擦角原狀土系列1.82.0319%27%514.514026025561530中值1.929.8

21、20034.822.5平均值1.9310.12004021.9試驗(yàn)土B1.9312%1.28±0.2023.3±5.75.8±2.229.3±1.2G1.9312%1.30±0.1815.0±6.65.9±2.529.3±0.7F1.9312%1.32±0.4112.1±1.25.4±3.728.5±1.3分析：在保持試驗(yàn)土料容重在1.93條件下，其它有量綱的各項(xiàng)物理力學(xué)參數(shù)如壓縮模量和單軸抗壓強(qiáng)度基本上滿足模型比尺（1/10）要求；但在一定范圍內(nèi)變化，有較大離散性，粘聚力則

22、略偏大。無(wú)量綱的內(nèi)摩擦角大多接近原狀土的最大值。應(yīng)該說(shuō)模型材料總體的物理力學(xué)指標(biāo)要高于原狀地層。在分析結(jié)果中采用1/8較為合適。3.1.7 模型材料配比建議根據(jù)模型材料要求，依據(jù)現(xiàn)有試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)模型材料配制給出如下建議：表3.13 基本材料配比基本材料鐵粉（）細(xì)砂(Sand)粘土(Clay)建議配比10%15%65%75%19%23%分析：(1)加入適量的鐵粉不僅可顯著提高材料的容重，同時(shí)還能減小粘聚力和內(nèi)摩擦角；但鐵粉含量過(guò)高會(huì)增大材料的比重，導(dǎo)致初始孔隙率增大，從而降低材料的壓縮模量；(2)較高的細(xì)砂含量有利于保持材料的壓縮模量，同時(shí)也可減小粘聚力和內(nèi)摩擦角；但含沙量過(guò)高時(shí)會(huì)使材料的單軸強(qiáng)

23、度大為降低；(3)粘土起著粘結(jié)鐵粉和細(xì)砂的作用：粘土含量過(guò)少，材料整體性較差，易碎散，單軸強(qiáng)度過(guò)低；含量太多，則將顯著增大材料的粘聚力和內(nèi)摩擦角。含水量：較高含水量不但可增大材料的初始孔隙率，進(jìn)而降低材料的壓縮模量，而且可顯著減小材料的粘聚力和內(nèi)摩擦角，試驗(yàn)中采用了12%的最高含水量（已考慮基本材料天然含水量）。但從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，試驗(yàn)土的各項(xiàng)物理力學(xué)參數(shù)仍有降低的余地，因此，在具體配制時(shí)建議可采用更高一些的含水量，如12.5%或13%。但是含水量過(guò)高就難以擊實(shí)，達(dá)不到需要的容重。通過(guò)大量材料試驗(yàn)，推薦材料配比（干容重：1.93g/cm3，擊實(shí)能164191kN/m3）為表3.14所示：表3.1

24、4 粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂互層模擬材料配比配比類型基本材料配比P(*)含水量w(*)鐵粉P（）細(xì)砂P(Sand)粘土P(Clay)12.4067.3020.3012.53.2管片材料試驗(yàn) 管片模擬材料為水泥砂漿，通過(guò)試驗(yàn)，確定每個(gè)模型管片所需要的材料為：河沙，過(guò)2mm篩，11.8kg，水泥，普通硅酸鹽水泥425，1.8kg，水1.8kg，水灰比，1：1。3.3模型管片的制作根據(jù)所提供的管片裝配成環(huán)形后的體形和尺寸，模型管片設(shè)計(jì)為內(nèi)徑54cm、外徑60cm、壁厚3cm、軸向?qū)挾?2cm的連續(xù)圓環(huán)，如圖3.5所示。模具結(jié)構(gòu)圖和實(shí)物照片見(jiàn)圖3.6。為了模擬管片的拼裝特點(diǎn)，我們?cè)谀Ｐ凸芷鈧?cè)，每隔60

25、度角，沿軸向切割了一條寬2mm、深6mm的窄縫，相當(dāng)于管片切向剛度削弱了20。見(jiàn)圖3.5的左上角詳圖。60°120540 600302x6圖3.5 模型管片體形及開(kāi)槽尺寸圖3.6 制作模型管片的鋼模板3.4 模型制作方法由于模型巨大，模型材料超過(guò)60t，而且土體均勻，沒(méi)有垂直構(gòu)造面，因而采用了容重控制填筑法進(jìn)行模型制作。由于模型制作過(guò)程中需要埋設(shè)管片、預(yù)制管片周圍的防水灌漿層和開(kāi)挖斷面之外的預(yù)支護(hù)層，還需要埋設(shè)水平和垂直方向多點(diǎn)位移計(jì)，埋設(shè)土壓力盒等等，模型制作過(guò)程復(fù)雜，環(huán)節(jié)很多，需要細(xì)致的工藝保證。以下介紹模型制作的過(guò)程和方法：3.4.1 模型制作主要工藝(1)模型自下而上分為三層

26、。第一層為卵石圓礫，采用砂礫土來(lái)模擬。模型試驗(yàn)中這一地層位于地鐵車站的底部，厚度為0.97m。這一層內(nèi)沒(méi)有任何埋件，施工相對(duì)簡(jiǎn)單。（2）第二層為模型主體材料層，系經(jīng)過(guò)配比試驗(yàn)得出的等效混合材料層，層厚166cm。包括管片在內(nèi)的各種埋件以及預(yù)加固帶均集中在這一層，填筑過(guò)程、分塊分區(qū)復(fù)雜，控制要求高，是模型制作的關(guān)鍵層。（3）第三層是地表雜填土層，用中細(xì)砂料填筑，層厚約30cm，一次填筑約40cm，壓實(shí)后至30cm，主要控制容重，力學(xué)參數(shù)不作嚴(yán)格要求。后又在表面增加35cm的砂礫石層，以保持模型材料中的含水量。(4)按照配料單將材料加入攪拌機(jī)（0.1m3），攪拌均勻（經(jīng)試驗(yàn)一般2分鐘），出機(jī)裝箱，

27、用提升機(jī)運(yùn)至艙位缷料。(5)按照每次填筑高度平艙，分三次夯實(shí)。第一次采用面積為20 × 20cm的平夯，第二次采用15 × 15cm的平夯，第三次采用人工手錘下墊10 × 10cm的墊板夯實(shí)，達(dá)到所需要的密度。(6)完成卵石圓礫層的填筑后，開(kāi)始埋設(shè)盾構(gòu)管片東側(cè)的隔離樁。采用內(nèi)徑50mm的PVC管15根，按照12cm的間距埋設(shè)，插入砂礫石層10cm。PVC管中灌注C2的水泥砂漿。(7)主體材料第一次填筑的頂面與盾構(gòu)隧道中心線同髙。然后按照隧道位置和管片外徑尺寸開(kāi)挖出半圓形槽溝，做好放置模型管段的各種準(zhǔn)備。在半圓形槽溝均勻刷涂一層等效材料泥漿，立即準(zhǔn)確放入模型管段，使

28、管段與半圓槽緊密結(jié)合并適當(dāng)加壓。然后繼續(xù)分層填筑粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂互層等效材料并壓實(shí)。(8)繼續(xù)填筑第二層到地鐵車站拱頂高度，再在填好的土層上沿事先放好的線開(kāi)挖出大拱的形狀。配制預(yù)加固層材料（在同層模型材料中加入2水泥），按照5cm厚度鋪墊在挖出的大拱的表面，拍實(shí)，并削成所需要的形狀和尺寸。再繼續(xù)填筑該層土體材料直到166cm的厚度。然后再填筑第三層。圖4.9圖4.17給出了模型制作過(guò)程的主要工序的照片。(9)填筑頂部雜填土層25cm，并壓實(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)容重。模型填筑總高度達(dá)2.88m。(10)模型完成后，補(bǔ)充水分至土層含水量12.5，固結(jié)23周，并用千分表測(cè)量模型地面沉降值。連續(xù)三天沒(méi)有讀數(shù)

29、變化時(shí)，認(rèn)為達(dá)到穩(wěn)定。(11)對(duì)管片施加預(yù)應(yīng)力，安裝支撐立柱。立柱上粘貼電阻應(yīng)變片，引線至應(yīng)變儀。模型制作自2006年6月8日開(kāi)始，至2006年7月31日結(jié)束，歷時(shí)54天。模型總制作方量為29.27m3，模型總重約60噸。3.4.2 車站外圍的防護(hù)層模擬為使站廳拱部隧道在開(kāi)挖過(guò)程中不至于產(chǎn)生過(guò)大的變形，在站廳拱部設(shè)預(yù)加固層（超前加固），將開(kāi)挖輪廓線外一定范圍內(nèi)的土層參數(shù)改變。具體方法是采取在車站開(kāi)挖輪廓線外0.5m（模型中為5cm）范圍內(nèi)的地層模型材料中添加510的水泥（425硅酸鹽水泥），分層制作夯實(shí)如圖3.14。3.4.4 填筑后模型的變形穩(wěn)定為了保證車站開(kāi)挖前的模型狀態(tài)的穩(wěn)定，模型制作結(jié)

30、束后到開(kāi)始試驗(yàn)，靜置了60天。為了防止模型材料的干燥變硬，按照12的含水量在模型表面噴水，并在表面鋪設(shè)了35cm的碎石層以減少蒸發(fā)。 圖 3.7 地層第一層填筑砂礫圖 3.8 沿隧道中心線開(kāi)挖半園槽以備安裝管片圖 3.9 第一環(huán)管片安裝就位圖 3.10 兩條隧道的管片全部安裝就位圖 3.11 隧道管片安裝預(yù)應(yīng)力鋼筋圖3.12 模型東線隧道外測(cè)灌注樁模擬設(shè)置圖 3.13安裝埋設(shè)土壓力盒及多點(diǎn)位移計(jì)圖 3.14 車站頂預(yù)支護(hù)加固層制作 圖 3.15 隧道管片及預(yù)應(yīng)力鋼筋 圖 3.16 安裝垂直方向多點(diǎn)位移計(jì) 圖3.17 模型多點(diǎn)位移計(jì)及出露于地表的樁 26第四章 模型試驗(yàn)的量測(cè)系統(tǒng)第四章 模型試驗(yàn)

31、的量測(cè)系統(tǒng)試驗(yàn)中共進(jìn)行了五種測(cè)量：（1）站廳隧道和橫通道開(kāi)挖過(guò)程中的地層變形測(cè)量（2）地表沉降測(cè)量（3）隧道管片內(nèi)部的收斂量測(cè)（4）盾構(gòu)隧道管片環(huán)向應(yīng)變量測(cè)以及管片拆除（5）車站隧道擴(kuò)挖過(guò)程中的土壓力變化測(cè)量。4.1微型高精度多點(diǎn)位移計(jì)量測(cè)系統(tǒng)一般說(shuō)來(lái)，位移是各種物理量中最容易量測(cè)準(zhǔn)確的，因此在工程和模型試驗(yàn)中都把位移作為最主要的量測(cè)對(duì)象。也是各種數(shù)值計(jì)算驗(yàn)證和反饋分析的最重要的依據(jù)。在本試驗(yàn)中，我們采用了微型高精度多點(diǎn)位移計(jì)量測(cè)系統(tǒng)，用來(lái)測(cè)量洞周圍巖及深部地層的位移，位移測(cè)量精度可達(dá)千分之一毫米，較好地滿足了試驗(yàn)的要求。模型隧道周圍地層內(nèi)部的變形和地面沉降變形，都是通過(guò)這一系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量的。4

32、.1.1儀器的用途及特點(diǎn)DWG-K2000微型多點(diǎn)位移計(jì)是用于工程模型試驗(yàn)內(nèi)部變位測(cè)量的專用儀器。它是在DWG-40原型觀測(cè)用的多點(diǎn)位移計(jì)的基礎(chǔ)上研制開(kāi)發(fā)而成的。多點(diǎn)位移計(jì)測(cè)桿采用“多點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)”，具有較高的位移傳遞精度，而其外形尺寸大大減?。ㄗo(hù)管外徑僅為6mm），以盡量減少對(duì)模型試驗(yàn)的影響。采用的金屬護(hù)管有較高的強(qiáng)度及剛度，對(duì)模型制作過(guò)程中的夯實(shí)、振動(dòng)有一定承受能力。它可以配用多種形式的位移傳感器，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)及自動(dòng)巡檢，亦可人工測(cè)量。儀器零部件均采用耐腐蝕材料制成，使用過(guò)程中穩(wěn)定持久，并可回收再用。28 圖 4.1 模型試驗(yàn)量測(cè)系統(tǒng)平面布置圖第四章 模型試驗(yàn)的量測(cè)系統(tǒng)圖4.2 地表沉降測(cè)量布置

33、圖4.3 土體內(nèi)部壓力測(cè)量平面布置圖4.4 地層土體內(nèi)部位移測(cè)量布置圖4.5 土體內(nèi)部壓力測(cè)量剖面布置單環(huán)管片 雙環(huán)管片圖4.6 管片內(nèi)側(cè)應(yīng)變應(yīng)力量測(cè)點(diǎn)布置4.1.2 儀器的工作原理及結(jié)構(gòu)儀器的工作原理見(jiàn)圖4.7(A)。錨頭（4）與模型被測(cè)部位相連，當(dāng)模型被測(cè)部位發(fā)生位移時(shí)，其位移量就通過(guò)與錨頭聯(lián)在一起的測(cè)桿（6）傳遞到固定于支架（位移參照物）測(cè)頭內(nèi)的傳感器（1）上，通過(guò)二次儀表（5）或自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)得到測(cè)量結(jié)果。由于測(cè)桿是在護(hù)管形成的固定通道中運(yùn)動(dòng)，二者之間被嵌于護(hù)管接頭的自潤(rùn)滑減摩環(huán)所隔離而不接觸，因此測(cè)桿在運(yùn)動(dòng)中阻力極小，這就能保證測(cè)桿以很高的精度傳遞被測(cè)點(diǎn)的位移。(1) 傳感器(2) 保

34、護(hù)殼(3) 護(hù)管(4) 錨頭(5) 測(cè)讀儀器(6) 測(cè)桿 圖4.7(A) 微型多點(diǎn)位移計(jì)工作原理儀器由下列主要部件組成（圖5.7(B)）：(1)測(cè)頭(2)：由筒體及聯(lián)接管等件組成，用于固定傳感器并連接測(cè)桿，是儀器測(cè)量的基準(zhǔn)。(2)測(cè)桿：由調(diào)直磨光的不銹鋼圓桿(6)及套在其外的不銹鋼護(hù)管(3)組成，其間采用“多點(diǎn)支持結(jié)構(gòu)”，是傳遞位移的組合件。(3)錨頭(4)：一端埋設(shè)于被測(cè)點(diǎn)測(cè)量中，一端與測(cè)桿(6)相連，其位移被測(cè)桿所傳遞。1. 連接板2. 外殼3. 連接罩4. 基準(zhǔn)板5. 傳感器6. 套管7. 測(cè)桿8. 連接管9. 螺絲(3)10. 支撐板11. 緊固環(huán)12. 測(cè)點(diǎn)錨固鉤圖4.7(B) DW

35、K-K200微型多點(diǎn)位移計(jì)測(cè)頭結(jié)構(gòu)(4)傳感器(1)：可采用多種形式，其作用共同點(diǎn)是將測(cè)桿位移量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。(5)測(cè)讀儀器(5)：測(cè)量傳感器電信號(hào)，并顯示為位移量。4.1.3 KTGC 數(shù)據(jù)采集巡回檢測(cè)儀本系統(tǒng)采用北京華勘科技有限責(zé)任公司制作的KTG -C數(shù)據(jù)采集器（圖4.8（A）對(duì)各個(gè)測(cè)點(diǎn)的位移進(jìn)行自動(dòng)巡回檢測(cè)。 KTG-C數(shù)據(jù)采集巡回檢測(cè)儀主要技術(shù)參數(shù)為：(1)通道數(shù)：基本配置為24個(gè)，即有三個(gè)選擇器；最多可以擴(kuò)展為64個(gè)通道，即有8個(gè)選擇器。本試驗(yàn)使用了8個(gè)選擇器中的60個(gè)通道，4個(gè)備用。(2)分辨率：位移為0.001mm。(3)誤差：位移量測(cè)誤差絕對(duì)值為小于等于0.001mm。（A）

36、 KTGC采集器與控制微機(jī) （B） 傳感器、電纜和接頭 （C） 通道選擇器圖4.8 用于位移和地面沉降量測(cè)的KTGC系統(tǒng)4.2 應(yīng)變量測(cè)系統(tǒng)模型管片應(yīng)變測(cè)量采用的傳統(tǒng)的電阻應(yīng)變片方法。由于管片主要是環(huán)向受力，而且只有內(nèi)表面是臨空，因此試驗(yàn)中只在管片內(nèi)表面的環(huán)向布置了兩支對(duì)稱的應(yīng)變片，垂直與水平間隔布置，即單數(shù)管片垂直布置，雙數(shù)管片水平布置。在模型試驗(yàn)中，我們采用的XL3403G型靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)主要由箔式電阻應(yīng)變片、XL2101電阻應(yīng)變儀和微機(jī)三個(gè)硬件部分和支持軟件組成，見(jiàn)圖4.9。該方法在本試驗(yàn)中用于測(cè)量地鐵隧道各個(gè)管片的內(nèi)壁在開(kāi)挖前、開(kāi)挖過(guò)程中以及開(kāi)挖后的應(yīng)變，并且通過(guò)計(jì)算分析，得出管壁附

37、近的應(yīng)力分布狀況。圖 4.9 XL2101電阻應(yīng)變儀及其微機(jī)界面4.2.1 應(yīng)變片的選用管片由水泥砂漿澆注而成，需要消除材料不均勻帶來(lái)的影響。由于砂料的最大粒徑約為0.8mm，需要選擇柵長(zhǎng)為5mm以上的應(yīng)變片，5mm>4×0.8mm，才能夠滿足消除材料不均勻性對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響的要求?？紤]到應(yīng)變片埋設(shè)時(shí)的潮濕環(huán)境和測(cè)量時(shí)間比較長(zhǎng)久，需要使用具有防潮和一定耐久性的應(yīng)變片，最好選用以酚醛樹(shù)脂為基底和覆蓋層的應(yīng)變片。綜合以上考慮，我們?cè)诒驹囼?yàn)中選用用于測(cè)量管片變形的電阻應(yīng)變片的型號(hào)為：BX1205AA（柵長(zhǎng)為5mm，柵寬為3mm，電阻為120±0.2）。其生產(chǎn)廠家為浙江黃巖測(cè)試

38、儀器廠，靈敏系數(shù)為2.08±14.2.2 應(yīng)變片的粘貼和連接具體操作過(guò)程是：(1)為了避免在管內(nèi)焊接的不安全，首先在外邊將具有足夠長(zhǎng)度（超過(guò)應(yīng)變片粘貼位置到模型隧道外邊緣的長(zhǎng)度）的導(dǎo)線與連接片焊接；(2)將應(yīng)變片引線剪短到適當(dāng)長(zhǎng)度，如1cm，再與連接片上的焊點(diǎn)連接；(3)人要躺著或趴著進(jìn)入模型隧道內(nèi)部，找到事先設(shè)好的定位標(biāo)點(diǎn)，用酒精棉球?qū)⒐芷瑯?biāo)點(diǎn)處表面擦拭干凈，并預(yù)涂一層底膠；(4)按照先連接片、后應(yīng)變片的順序，用502膠水將它們粘牢在測(cè)點(diǎn)上的表面上，壓平壓實(shí)不能有氣泡。(5)每個(gè)焊點(diǎn)上涂上凡士林，主要是起絕緣的作用，引出線也有塑料套管保護(hù)和絕緣；再將連接導(dǎo)線固定在管片上引出洞外。最

39、后在每條導(dǎo)線上做好標(biāo)記，以方便將來(lái)量測(cè)時(shí)的識(shí)別。這種應(yīng)變片粘貼方法，操作人員很辛苦，但保證了應(yīng)變片的安全和接近零應(yīng)變狀態(tài)。4.2.3 XL3403G型靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)XL3403G型靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)主要由箔式電阻應(yīng)變片、XL2101電阻應(yīng)變儀和微機(jī)三個(gè)硬件部分和支持軟件組成。XL2101G型靜態(tài)電阻應(yīng)變儀是采用先進(jìn)的嵌入式微處理技術(shù)設(shè)計(jì)的全程控自動(dòng)測(cè)量的靜態(tài)應(yīng)變儀，見(jiàn)圖5.10。主機(jī)自帶60點(diǎn)掃描箱，并能通過(guò)計(jì)算機(jī)連接最多20臺(tái)同型號(hào)的應(yīng)變儀，組成1200點(diǎn)靜態(tài)應(yīng)變數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)。 4.3 收斂量測(cè)模型隧道的收斂量測(cè)系統(tǒng)是與清華大學(xué)基礎(chǔ)工業(yè)培訓(xùn)中心合作研制的。包括：(1)BWG410型位移傳

40、感器，具備表測(cè)與電測(cè)兩種功能，圖4.12。(2)可伸縮式“T”型操作測(cè)桿，見(jiàn)圖4.14。(3)萬(wàn)向支撐小型臺(tái)車，見(jiàn)圖4.13。(4)可移動(dòng)式軌道。(5)KTGC數(shù)據(jù)采集器，見(jiàn)圖4.8（A）。 圖 4.12 BWG410型位移傳感器 圖 4.13 萬(wàn)向支撐小型臺(tái)車BWG410型位移傳感器安裝在測(cè)桿的一端，測(cè)桿另一端裝有固定測(cè)針，測(cè)針尖端到位移傳感器側(cè)頭之間的距離即為管片的直徑。同一管片同一位置直徑的兩次測(cè)量數(shù)據(jù)的差，即為管片的收斂值。與測(cè)桿垂直的操作桿架設(shè)在小型臺(tái)車上，臺(tái)車可以沿軌道滑動(dòng)，通過(guò)調(diào)整臺(tái)車的高低和角度，可以使測(cè)桿的兩個(gè)尖端對(duì)準(zhǔn)固定在管片上的金屬測(cè)點(diǎn)。圖 4.14 收斂測(cè)量系統(tǒng)（測(cè)讀儀

41、器未連接）4.4 管片周圍土壓力量測(cè)系統(tǒng)試驗(yàn)中采用了TYJ2020型振弦式土壓力計(jì),和GTY型應(yīng)變式土壓力盒，以及與之配套的YD-DSY-406-A系列多功能讀數(shù)儀。在模型每個(gè)測(cè)量斷面的盾構(gòu)管片外測(cè)，管頂及45°方向,以及站廳隧道頂拱中心線位置上各埋設(shè)了一個(gè)土壓力盒；每個(gè)斷面有7個(gè)壓力測(cè)點(diǎn),三個(gè)斷面有21個(gè)測(cè)點(diǎn)。 。 圖4.15 振弦式土壓力盒及測(cè)讀儀36第五章 地鐵車站開(kāi)挖支護(hù)模擬試驗(yàn)歷程第五章 地鐵車站開(kāi)挖支護(hù)模擬試驗(yàn)歷程5.1 開(kāi)挖支護(hù)方案簡(jiǎn)介5.1.1初期支護(hù)鋼拱架水泥砂漿采用專門設(shè)計(jì)的三角形斷面的鋼拱架作為車站開(kāi)挖后初期支護(hù)的主體骨架如圖5.1(a)，再在拱架之間填筑C5號(hào)

42、水泥砂漿，壓實(shí)抹平，形成完整初期支護(hù)。由于車站斷面形狀彎曲度較大，模型開(kāi)挖尺寸較小，再加上固定于鋼板上的鋼管支撐的影響，一襯用鋼拱架需分成兩段才能準(zhǔn)確放入設(shè)計(jì)位置，在兩段鋼拱架安放就位后，再焊接為一體，如圖5.1(b)。5.1.2 盾構(gòu)法隧道的管片支護(hù)前面已經(jīng)介紹。(a)(b)圖 5.1鋼拱架預(yù)制和安放就位的鋼拱架5.2 車站隧洞開(kāi)挖支護(hù)模擬過(guò)程5.2.1車站隧洞開(kāi)挖支護(hù)程序開(kāi)挖方案具體分區(qū)順序見(jiàn)圖5.1(c)。采用雙側(cè)導(dǎo)洞先行、上中下三級(jí)臺(tái)階式開(kāi)挖順序，按照開(kāi)挖位置拆除堵頭鋼板，以先左后右順序用手工工具開(kāi)挖導(dǎo)洞上臺(tái)階至設(shè)計(jì)斷面，進(jìn)尺為一個(gè)管片軸向長(zhǎng)度（12cm），作臨時(shí)支護(hù)；然后開(kāi)挖左右導(dǎo)洞

43、中臺(tái)階至一個(gè)管片長(zhǎng)度、上臺(tái)階至兩個(gè)管片長(zhǎng)度，作臨時(shí)支護(hù)；再開(kāi)挖左右導(dǎo)洞下臺(tái)階至一個(gè)管片長(zhǎng)度、中臺(tái)階至兩個(gè)管片長(zhǎng)度，上臺(tái)階至三個(gè)管片長(zhǎng)度，作臨時(shí)支護(hù)；此時(shí)在一個(gè)管片長(zhǎng)度進(jìn)尺內(nèi)的左右兩個(gè)導(dǎo)洞全斷面已經(jīng)完成。然后開(kāi)挖中導(dǎo)洞的上臺(tái)階，使得在一個(gè)管片長(zhǎng)度進(jìn)尺內(nèi)的車站全斷面頂拱連通，可以進(jìn)行頂拱鋼拱架的架立和焊接成整體形狀。進(jìn)行第一個(gè)管片進(jìn)尺內(nèi)的車站斷面頂拱的初期混凝土襯砌。開(kāi)挖中導(dǎo)洞的中、下臺(tái)階，完成第一個(gè)管片進(jìn)尺內(nèi)的車站全斷面開(kāi)挖。然后架立底板的鋼拱架，與頂拱邊墻鋼拱架底部焊接；再進(jìn)行底板混凝土襯砌。至此第一個(gè)管片進(jìn)尺內(nèi)的車站斷面開(kāi)挖、初期支護(hù)全部完成。再?gòu)淖笥覍?dǎo)洞上臺(tái)階向前開(kāi)挖推進(jìn)一個(gè)管片長(zhǎng)度（第四

44、個(gè)管片長(zhǎng)度）開(kāi)始，進(jìn)行第二個(gè)循環(huán)操作，至第二個(gè)管片進(jìn)尺內(nèi)的車站斷面開(kāi)挖、初期支護(hù)全部完成。依次類推，直到十五個(gè)管片長(zhǎng)度全部車站斷面的開(kāi)挖、襯砌完成。圖 5.1（c） 車站隧道開(kāi)挖步序圖5.2 左右導(dǎo)洞6、4、2環(huán)臺(tái)階土體挖畢，第1環(huán)初襯鋼拱架安裝圖5.3 左右導(dǎo)洞6、4、2環(huán)臺(tái)階土體挖畢，第一環(huán)初襯澆筑完畢圖5.4 左右導(dǎo)洞9、7、5環(huán)臺(tái)階土體挖畢，第3環(huán)初襯澆筑完畢圖5.5 左右導(dǎo)洞11、9、7環(huán)臺(tái)階土體挖畢，第5環(huán)初襯澆筑完畢圖5.6 左右導(dǎo)洞13、11、9環(huán)臺(tái)階土體挖畢，第7環(huán)初襯澆筑完畢圖5.7 左右導(dǎo)洞15、13、11環(huán)臺(tái)階土體挖畢，第9環(huán)初襯澆筑完畢圖5.8 站廳頂拱完全挖通，第12環(huán)初襯澆筑完畢圖5.9 車站隧道全部挖畢圖5.10 車站隧道全部挖畢13、14、15環(huán)初襯鋼拱架安裝圖5.11車站站廳橫通道兩側(cè)6個(gè)立柱澆筑完畢5.3 橫通道開(kāi)挖支護(hù)模擬過(guò)程5.3.1 橫通道開(kāi)挖支護(hù)方案橫通道開(kāi)挖分為三個(gè)部分，根據(jù)橫通道的位置將其分為東北側(cè)橫通道、西北側(cè)橫通道、東南側(cè)橫通道、西南側(cè)橫通道。橫通道的開(kāi)挖支護(hù)順序?yàn)椋簴|北側(cè)、西北側(cè)、東南側(cè)、西南側(cè)橫通道；具體到一個(gè)橫通道的開(kāi)挖順序?yàn)椋合乳_(kāi)挖兩側(cè)各24cm(兩個(gè)管片長(zhǎng)度)的土體，再開(kāi)挖中間24cm的土體。橫通道的支護(hù)分為臨時(shí)支護(hù)、一襯支護(hù)、二襯支護(hù)。臨時(shí)支護(hù)裝置為課題組設(shè)