畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目：長沙地鐵3號(hào)線軌道交通設(shè)計(jì)課題類別:設(shè)計(jì)回論文口學(xué)生姓名:學(xué)號(hào):班級(jí):專業(yè)（全稱）：土木工程指導(dǎo)教師:2015年3月一、本課題設(shè)計(jì)（研究）的目的：本課題是對(duì)長沙地鐵三號(hào)線侯家塘站到東塘站的軌道交通交通設(shè)計(jì)。該課題設(shè)計(jì)是畢業(yè)實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)。其目的主要是：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)大學(xué)四年所學(xué)土木工程專業(yè)知識(shí)、理論基礎(chǔ)知識(shí)綜合運(yùn)用的能力，進(jìn)一步提高和訓(xùn)練學(xué)生的結(jié)構(gòu)分析、理論分析、工程制圖、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、施工設(shè)計(jì)和外文閱讀的能力。通過該課題設(shè)計(jì)，使學(xué)生對(duì)城市軌道交通工程的建設(shè)設(shè)計(jì)、施工方法、施工過程等有一個(gè)全面了解，并熟悉相關(guān)規(guī)范、規(guī)程、手冊(cè)和工具書，為將來工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該課題源自實(shí)際工程，通過引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生綜合分析、解決實(shí)際問題的能力。并且，通過完整而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼n題設(shè)計(jì)流程，可以培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真細(xì)致、嚴(yán)于律己，敢拼敢干的做事習(xí)慣。二、設(shè)計(jì)（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻(xiàn)綜述）：隨著國家綜合國力的增強(qiáng)，城市人口急劇增加，為緩解交通出行的壓力，全國各地如果如荼的在修建地鐵。地鐵施工中對(duì)既有線路沉降的控制是一直以來的難題。近年來，地鐵隧道在施工，運(yùn)營過程中的沉降現(xiàn)象日益引起人們的重視。由于地鐵施工過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生地層的損失、局部降低地下水位和對(duì)地層的擾動(dòng),這就必然產(chǎn)生不同程度的地面沉降，從而對(duì)地鐵施工及周邊環(huán)境的安全產(chǎn)生不利的影響?隧道的不均勻沉降會(huì)使隧道產(chǎn)生彎曲變形，并導(dǎo)致隧道接縫張開,從而進(jìn)一步加劇滲漏，甚至漏泥mo這樣地鐵的維護(hù)費(fèi)用將大為增加。從營運(yùn)上來說,隧道沉降會(huì)影響軌道的平整、行車安全和乘坐的舒適性。研究人員利用不同的方法，對(duì)地鐵沉降問題的不同地質(zhì)情況、施工方法等進(jìn)行了詳盡的分析：鄭永來⑶等人應(yīng)用力學(xué)和滲漏耦合的方法，從隧道滲漏角度，計(jì)算并分析了隧道相對(duì)周圍軟土不同滲透系數(shù)比條件下的隧道沉降，分析了滲漏沉降穩(wěn)定時(shí)間。而韋凱⑷則利用ADINA軟件對(duì)施工過程進(jìn)行模擬，來分析盾構(gòu)施工對(duì)既有地鐵沉降的影響.通過對(duì)施工中不同影響因素的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)由于土體超挖、不及時(shí)施作管片和注漿未緊跟等因素引起的不同應(yīng)力釋放率會(huì)對(duì)既有地鐵沉降產(chǎn)生較大影響。之后，劉銘，王志良⑸基于Winkler彈性地基梁理論，同時(shí)考慮土的擾動(dòng)程度，得到土體擾動(dòng)度與隧道彈性沉降的關(guān)系；考慮隧道上覆荷載、土體初始變形模量及隧道彎曲剛度不同取值對(duì)隧道彈性沉降進(jìn)行修正；然后基于某地鐵8年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，半定性半定量地分析了擾動(dòng)度、地質(zhì)條件、上覆荷載對(duì)隧道沉降的影響，并考察了彈性沉降占總沉降的比例，及不同地質(zhì)條件、上覆荷載情況下擾動(dòng)度的分布范圍。朦繼立⑹等人基于逆?zhèn)鞑ト斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，建立了盾構(gòu)施工地面長期沉降的非線性預(yù)測模型，建立了沉降與諸多影晌因素:所處位置、時(shí)間、上覆土性參數(shù)及盾構(gòu)施工參數(shù)等的關(guān)系模型。而黃騰⑺等人論述了地鐵隧道底板沉降監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)的構(gòu)成、布設(shè)形式及其平差基準(zhǔn)的選取,并對(duì)隧道內(nèi)沉降測點(diǎn)、差異沉降點(diǎn)的布置和施測方法進(jìn)行了簡單地介紹;討論了對(duì)監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行整體穩(wěn)定性檢驗(yàn)的平均間隙法。周誠［8］等則結(jié)合武漢地鐵虎名區(qū)間隧道淺埋暗挖施工地表沉降過大原因進(jìn)行分析，研究控制地表變形的有效方法，通過數(shù)值仿真和試驗(yàn)分析，研究采取地表注漿施工處理控制技術(shù)和效果，并提出系列管理措施，為控制淺埋暗挖施工地表變形提供借鑒。之后，汪小兵⑼等也針對(duì)上海飽和含水軟土地層及地鐵隧道維修保養(yǎng)的實(shí)際工況,提出了革新劈裂注漿的土層微擾動(dòng)注漿治理方法?利用夜間地鐵停運(yùn)的積累時(shí)間，采用適合上海運(yùn)營地鐵隧道實(shí)際條件的簡易設(shè)備和施工操作方法，在地鐵隧道內(nèi)部治理運(yùn)營隧道的不均勻沉降，選取適合的注漿工藝、材料、設(shè)備和參數(shù)并通過工程實(shí)例分析注漿設(shè)計(jì)、施工的過程及其效果.而王非a］等則基于K.M.Lee等提出的等效地層損失參數(shù)法，利用數(shù)值分析方法研究注漿壓力和掌子面推力這2個(gè)重要參數(shù)對(duì)盾構(gòu)隧道施工沉降的影響規(guī)律。并在此基礎(chǔ)上將注漿壓力對(duì)于隧道上覆土體的重力及掌子面推力對(duì)土體側(cè)向靜止土壓力進(jìn)行歸一化處理，提出可以考慮施工因素對(duì)隧道沉降的計(jì)算方法。隧道沉降受多方面因素影響。由上述文獻(xiàn)總結(jié)城市隧道施工引起地表沉降的原因，主要包括地層損失和在新的應(yīng)力狀態(tài)下土層固結(jié)與蠕變方面的原因?通常認(rèn)為地層損失的體積等于隧道地表沉降槽的體積，而忽略了由于隧道施工降水排水和新的應(yīng)力狀態(tài)下土層固結(jié)引起的沉降變形［ii］?初步的分析研究表明，已建軟土地鐵區(qū)間隧道的沉降影響因素主要包括以下幾個(gè)方面：（1）隧道下臥軟土層在長期振動(dòng)荷載作用下軟化導(dǎo)致沉降；（2）隧道鄰近建筑施工活動(dòng)的影響；（3）隧道上方增加地面荷載；（4）隧道所處地層的水位變化；（5）隧道與工作井、車站連接處差異沉降；（6）區(qū)間隧道下臥土層水土流失造成破壞性縱向變形。三、開題分析理由和方案可行性分析：課題所設(shè)計(jì)的長沙地鐵三號(hào)線，是完全可行且非常有必要的。長沙，湖南的省會(huì)城市，是一個(gè)人口眾多，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，發(fā)展迅速的大都市。滿足修建地鐵的基本條件。修建長沙地鐵三號(hào)的可行性分析主要有以下幾個(gè)方面：首先，滿足交通需要。長沙迫切需要修建城市軌道交通設(shè)施以解決嚴(yán)重的交通擁擠的問題，而交通問題的解決是需要地鐵形成一個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)才能更大的發(fā)揮其作用。在已修建地鐵一號(hào)線二號(hào)線的基礎(chǔ)上修建三號(hào)線是形成交通網(wǎng)絡(luò)，吸引客流，解決交通擁擠的必然趨勢。其次，地鐵技術(shù)成熟。在最近的幾十年間，全國各地已經(jīng)有很多城市修建了地鐵并且構(gòu)成地鐵網(wǎng)絡(luò)，在地鐵修建造技術(shù)上已經(jīng)積累了大量的設(shè)計(jì)、施工和管理經(jīng)驗(yàn)。并且長沙本地已經(jīng)有一、二號(hào)線的建造經(jīng)驗(yàn)，在長沙修建第三條地鐵已經(jīng)不是什么苦難的事情。第三，經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng)大。修建城市軌道是一項(xiàng)有利于民生卻耗資巨大的工程。長沙是一個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的省會(huì)城市，經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，對(duì)修建這項(xiàng)重要基礎(chǔ)工程是可以提供充足的資金以保證工程順利進(jìn)行的。四、設(shè)計(jì)（研究）的重點(diǎn)與難點(diǎn)，擬采用的途徑（研究手段）：在仔細(xì)研究了長沙地鐵三號(hào)線的設(shè)計(jì)任務(wù)和地質(zhì)資料之后，認(rèn)為該設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)問題主要有這幾個(gè)：第一，地下車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及專題設(shè)計(jì)。這是此次設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一,也是較為復(fù)雜的一部分。如地下車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就涉及車站結(jié)構(gòu)荷載內(nèi)力計(jì)算與設(shè)計(jì)、車站結(jié)構(gòu)的選型以及地鐵車站結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)等內(nèi)容。且有些重要數(shù)據(jù)不能直接從地質(zhì)資料中獲得，如人流量預(yù)期，內(nèi)力計(jì)算結(jié)果。第二，地鐵三號(hào)線在侯家塘站與地鐵一號(hào)線相交，是一個(gè)重要的交通樞紐。對(duì)于換乘的設(shè)計(jì)，以及兩站相交處施工的相互影響，都是重點(diǎn)研究問題也是難點(diǎn)所在。針對(duì)上述重難點(diǎn)分析，擬解決的措施如下：第一，關(guān)于人流量的預(yù)測，可以通過了類其他城市相關(guān)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)獲得；對(duì)于較復(fù)雜的內(nèi)力計(jì)算可以借助計(jì)算機(jī)編程解決計(jì)算量的難題。第二，對(duì)于交通樞紐換乘問題，可以通過多種換乘方案的對(duì)比，選出一種最為方便合理的換乘方案。由于一號(hào)線主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)施工完成，三號(hào)線正在施工，那就要注意三號(hào)線的施工不能影響到一號(hào)線的穩(wěn)定，因此可以通過加強(qiáng)對(duì)隧道、已建地鐵以及地面的變形監(jiān)測，及時(shí)掌握沉降變化，控制施工。五、設(shè)計(jì)(研究)進(jìn)度計(jì)劃：1、實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)報(bào)告撰寫第1-2周；2、熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，收集資料，開題報(bào)告第3周；3、專業(yè)英語文獻(xiàn)翻譯，總體設(shè)計(jì)第4-6周；4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算第7-8周；5、施工設(shè)計(jì)第9-10周；6、專題研究第11周；7、繪圖第12周；8、整理、匯總設(shè)計(jì)說明書第13周；9、評(píng)閱、修改第13-14周;10、答辯第14周。六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