一种盾构渣土回填地铁车站顶板的可行性分析方法与流程

本发明涉及地铁车站施工，更具体地说，是涉及一种盾构渣土回填地铁车站顶板的可行性分析方法。

背景技术：

1、盾构施工，在地层中挖掘出一条直径与设计隧道相当的隧道，通过盾构机将预制的隧道衬砌在挖掘过程中安装到隧道壁上，以形成稳定的隧道结构，常见用于地铁的施工。采用盾构法施工会产生大量的盾构渣土，这类盾构渣土无法直接使用，若直接将其视为施工废弃物，在处理过程中，会产生大量的环境与经济问题。出于环境与成本方面的考虑，这些渣土可以作为建材的基础，从而降低渣土外运处理以及购置建材的成本，提高资源利用率。

2、然而，现有技术中，利用盾构渣土制备的建材，如盾构同步注浆浆液，或者是利用盾构渣土制备砂浆，或者是利用盾构渣土作为道路施工建材，等等，盾构渣土使用量较低，基本约30％-40％，使得盾构渣土的利用率、资源化程度低，仍会造成大量的盾构渣土废弃物。

技术实现思路

1、为了解决盾构渣土的利用率，减少外运的成本与对环境的污染的问题，本发明提供一种盾构渣土回填地铁车站顶板的可行性分析方法。

2、本发明技术方案如下所述：

3、一种盾构渣土回填地铁车站顶板的可行性分析方法，分析过程包括

4、步骤s1.确定盾构渣土的物理化学性质，针对盾构渣土的物理化学性质确定若干个渣土改良方案；

5、步骤s2.获取盾构渣土性质特征并获得对盾构渣土进行处理，得到多种不同处理方案的改良渣土，并测得改良渣土的性质特征；

6、步骤s3.对基坑与装配式车站进行有限元建模，将步骤s2获得不同方案的改良渣土进行装配式车站顶板回填模拟，通过模拟测试获得各个改良渣土方案对应的装配式车站的性能指标，比较获得最佳改良渣土的处理方案。

7、上述的一种盾构渣土回填地铁车站顶板的可行性分析方法，在步骤s2中，盾构渣土的处理过程包括：

8、步骤t1.筛分，经过多道筛分工序将盾构渣土中的碎石与粗砂剔除；·

9、步骤t2.沉淀絮凝，将经步骤t1后的盾构渣土运输至沉淀池并加入絮凝剂，使得沉淀池内的盾构渣土混合泥浆絮凝；

10、步骤t3.挤压排水，盾构渣土混合泥浆经挤压降低含水量形成会回填渣土；

11、步骤t4.第一次物理性质参数试验，回填渣土经过第一次物理性质参数试验获得回填渣土的物理性质参数；

12、步骤t5.固化增强，根据回填渣土的物理性质参数对回填渣土进行改良，形成改良渣土；

13、步骤t6.第二次物理性质参数试验，对改良渣土进行第二次物理性质参数试验获得改良渣土的物理性质参数，代入步骤s3中进行数据模拟。

14、上述的一种盾构渣土回填地铁车站顶板的可行性分析方法，步骤s3包括如下过程。

15、步骤p1.装配式车站所在的区间段建模；

16、步骤p2.替换装配式车站的顶板回填部分的基底材质；

17、步骤p3.判断装配式车站所在区间段的整体沉降情况；

18、步骤p4.判断装配式车站的整体沉降情况；

19、步骤p5.判断顶板的沉降情况；

20、步骤p6.判断地连墙结构的沉降情况。

21、进一步的，在步骤p1中，包括

22、步骤p11.收集装配式车站建设位置的地质资料；

23、步骤p12.分析装配式车站的结构特点；

24、步骤p13.选择合适的有限元软件；

25、步骤p14.建立装配式车站模型；

26、步骤p15.添加装配式车站的边界条件与载荷；

27、步骤p16.对装配式车站进行模型计算与结果分析；

28、步骤p17.建立地层结构模型；

29、步骤p18.考虑并分析地层与装配式车站的相互作用；

30、步骤p19.进行整体模型计算和结果分析。

31、根据上述方案的本发明，其有益效果在于，盾构渣土作为原有土层结构的一部分，其性能不够明确，在这种情况下，作为填充与支撑材料使用更为安全且同时也是使用占比最高的部分。以此为前提，考虑盾构渣土应该应用于车站的何种结构上。顶板回填部分是车站顶板上部结构，其上方是地表土层，它需要承受上方土体的重量以及可能的风载、地震等外力作用，因此需要具备一定的承载能力，但相对于车站结构而言，顶板回填部分通常采用相对较轻的轻型材料制成，同时，为了令站室内外空气流通，顶板回填部分是空气流通的重要通道，同时也是与外部气候、环境最为贴近的部分，在兼顾成本与环保的条件下，以盾构渣土作为顶板回填部分的材料而非其他车站结构的材料，具有更好的稳定性与耐久性，适应性远远超过其他车站结构，同时可以减少对维护和更新的需求，还能够利用原有土质的保温隔热效果。

32、另一方面，由于顶板回填部分主要起到支撑作用，对于原本的地层结构也能够完成该效果，因此，在利用盾构渣土作为顶板回弹部分的材料而言，可以最大限度地使用盾构渣土，从而提高盾构渣土的材料占比，提高盾构渣土的利用率，而其他车站结构是无法实现该效果的，其他车站结构由于考虑到更多的应力、应变、承载、温差等等方面的环境、功能因素，需要添加多种其他材料实现效果，从而使得盾构渣土的使用量减少，故而其他结构是无法实现顶板回填部分所实现的盾构渣土利用率。

33、除此之外，顶板的施工相对于其他更为简便，对于就地取材而言，能够有效提高施工效率，对于对城市交通影响盖挖法而言，快速实现回填更有利缩短工期。

技术特征：

1.一种盾构渣土回填地铁车站顶板的可行性分析方法，其特征在于，分析过程包括

2.根据权利要求1中所述的一种盾构渣土回填地铁车站顶板的可行性分析方法，其特征在于，在步骤s2中，盾构渣土的处理过程包括：

3.根据权利要求1中所述的一种盾构渣土回填地铁车站顶板的可行性分析方法，其特征在于，步骤s3包括如下过程。

4.根据权利要求1中所述的一种盾构渣土回填地铁车站顶板的可行性分析方法，其特征在于，在步骤p1中，包括

技术总结
本发明公开了一种盾构渣土回填地铁车站顶板的可行性分析方法，解决了盾构渣土的利用率，减少外运的成本与对环境的污染的问题。顶板回填部分是车站顶板上部结构，其上方是地表土层，它需要承受上方土体的重量以及可能的风载、地震等外力作用，因此需要具备一定的承载能力，对车站结构而言，顶板回填部分通常采用相对较轻的轻型材料制成，为了令站室内外空气流通，顶板回填部分是空气流通的重要通道，也是与外部气候、环境最为贴近的部分，兼顾成本与环保，以盾构渣土作为顶板回填部分的材料而非其他车站结构的材料，具有更好的稳定性与耐久性，适应性远远超过其他车站结构，同时可以减少对维护和更新的需求，还能够利用原有土质的保温隔热效果。

技术研发人员：吕军鹏,何茂周,李茂,李建设,谭忠盛,娄在明,姜永涛,杨光,胡传鹏,梁东,李庆楼,崔莹
受保护的技术使用者：中电建铁路建设投资集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15