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地铁隧道上方泡沫混凝土轻质路基应用技术


日前,中恒通《苏州地铁隧道上方泡沫混凝土轻质路基应用关键技术研究》科研项目成功列入2019年度苏州市科技发展计划(民生科技),获批科研经费15万元。
泡沫混凝土是一种环保、节能的人工材料,所需原料为水泥和发泡剂,发泡剂大都接近中性,不含苯、甲醛等有害物质,避免了环境污染等问题。其具有轻质、整体性好、施工方便等优点,在工程建设中具有广泛的应用前景。
在城市道路建设过程中,传统的道路结构往往会对部分路段下的隧道结构产生过大的附加应力,对地铁的安全运行构成严重威胁,此时在城市道路建设中采用轻质路基时,除了要满足道路自身设计要求外,往往还应当充分考虑其对相关附近地下结构的影响。
目前,对于隧道上方泡沫混凝土轻质路基应用相应的设计规范还不完善,其应用还只简单考虑减小对隧道的上覆压力上。而对于泡沫混凝土轻质路基的尺寸、地铁隧道的埋深等影响因素都未进行充分考虑。其荷载传递规律,受力沉降特点以及受力破坏模式等对地铁隧道的影响也没有给予系统全面的研究。同时对地铁隧道上方泡沫混凝土路基实际应用效果的缺乏长期有效的监测数据。
本课题主要具体研究内容和要重点解决的关键技术问题主要包括以下几部分:
一、常规道路结构对地铁隧道危险性分析与评价
1.新建道路与地铁隧道的水平位置关系对地铁隧道的影响;
2.新建道路对地铁隧道的影响因素分析—地铁隧道的埋深。
二、泡沫混凝土轻质路基的性能和形态设计对地铁隧道的影响
1.泡沫混凝土轻质路基的适用性研究;
2.泡沫混凝土轻质路基的优化设计技术研究;
三、泡沫混凝土轻质路基的耐久性研究及其对地铁隧道的影响
1.采用数值仿真分析交通荷载的传递规律,评估新道路结构型式的承载力及其对地铁隧道的影响。
2.采用扩展有限元XFEM等技术研究交通荷载作用下泡沫混凝土裂纹的扩展规律。
四、泡沫混凝土轻质路基对地铁隧道变形的影响及监测方法研究
1.通过对轻质路基的沉降观测点不同布控方法的对比研究,选择合理的道路沉降监测方法;
2.通过对地铁隧道在施工中、施工后全过程的变形监测,来评价泡沫混凝土路基的实际使用效果。
中恒通承建的2019年苏州市吴中大道东段暨南湖路快速路工程WZNH-LQ03标K3+787.21-K3+836.8段、东吴南路段与轨道4号线相交。经计算,该路段采用石灰土填筑对隧道产生的附加应力超过了轨道部门要求的20 KPa。后研究决定对涉轨段采用泡沫混凝土对路基进行换填以减少对地铁隧道的荷载作用。

  课题组将本着求真务实的原则,结合公司承建泡沫混凝土工程项目,开展具体研究工作,课题组也希望该课题的研究成果能为苏州地铁隧道上方泡沫混凝土轻质应用技术研究作出贡献。

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