场地及开挖支护条件对临江竖井变形的规律研究
发布时间：2021-09-16 17:35
随着我国城镇化进程的不断深入发展,城市内涝已成为政府亟待解决的关键问题,此外极高的人口密度使得城市雨季合流制地区的溢流污染日益严重。广州借鉴国外发达城市,通过建设深层排水系统来解决水污染及水安全问题,并选择了东濛涌沿线作为试点。东濠涌试验段周边场地条件复杂,给深层隧道排水系统的施工带来很大的难题。其中某标段尾端竖井的开挖深度近43m,距离珠江不到20m,建筑场地地下水丰富,竖井开挖需打穿既有抽水泵站底板,泵站底部存在5m砂层,施工难度极大。原施工方案采取的施工支护条件较为简单,导致开挖初期井内渗水及井壁变形严重,若继续开挖将导致塌方等工程事故的发生,甚至会影响周边建筑安全,故在当前场地条件下研究竖井变形情况,找出适用于该临江竖井的施工方案,解决竖井开挖安全问题,并为今后类似临江竖井施工方案的制定提供参考。本文以东濠涌深层隧道排水系统某标段尾端竖井工程为依托,借助MIDAS/GTS有限元软件建立数值模型,验证优化后开挖方案的支护效果,并在已有计算模型的基础上,对不同场地及支护条件下该竖井变形规律进行研究,具体研究内容及部分重要结论如下:（1）借鉴隧道施工措施对原开挖方案进行优化,分别建立...
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
管棚施工过程
可有效抑制地面沉降，防止隧道坍塌，保证隧道或竖井施工的顺利进行。图2-2 为旋喷桩注浆工艺。图 2-2 旋喷桩注浆工艺Figure 2-2 Grouting technology of rotary jet pile2.1.4 超前预注浆法超前预注浆法指的是在地下工程的开挖过程中，通过导管将化学或水泥浆液注入至溶洞、围岩裂隙、含松散水层中，浆液在土层(岩层中)历经凝固、硬化阶段，最终形成强度较高的加固体的一种超前支护方法。超前预注浆法具有减小围岩变形量、改善破碎围岩物理力学性能、增强围岩承载能力以及防渗止水的优点[64]。从施工层面出发，超前预注浆法可减小隧道变形，避免隧道涌水涌砂及坍塌，降低构件失效的可能性。目前地下工程超前预注浆加固理论主要包括渗透注浆、填充注浆、挤密注浆及劈裂注浆理论等 4 种。(1)渗透注浆理论
图 2-3 围护结构变形形态Figure 2-3 Deformation form of enclosure structure在浅基坑的开挖过程中，柔性或者刚性的支护结构均表现出悬臂式位移形式，并呈“上大下小”形式。在深基坑开挖过程中随着开挖深度的不断增大，刚性围护结构仍表现为悬臂式的变形形式，而柔性围护结构因支撑限制住上部的位移，所以最大位移向下移动了一定距离，呈抛物线的变形形式(两端小中间大)。对于深基坑中的多支撑情况，则表现出悬臂变形与抛物线变形模式的组合模式(中间小两边大)。基坑的开挖使得围护结构两边土体对墙体施加的压力不均匀，使得围护墙体发生变形。在基坑内部，坑底水平应力不断增大因围护结构变形引起，土体竖向剪应力也因此增大导致基坑底部的隆起；在基坑外部，围护结构变形使得坑外土体向坑内发生移动，导致坑外土体发生沉降[66]。2.2.2 地表沉降形式及机理通过大量工程案例证明，坑外地表沉降主要由凹槽型沉降与三角形沉降等 2 种变形形式组成。当基坑采用悬臂式围护结构且墙体变形较大时，坑外地表呈三角形沉降形式，
【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂地基心墙堆石坝三维建模及渗流特性分析[J]. 黄青富,雷红军,程凯. 地下空间与工程学报. 2017(S2)
[2]桩锚支护深基坑开挖引起紧邻建筑物变形特征分析[J]. 李钢,黄波. 施工技术. 2017(13)
[3]广州市东濠涌深层排水隧道工程前期研究[J]. 王广华,李文涛,陈贻龙,周建华,陈彦,李昀涛. 中国给水排水. 2016(22)
[4]软土狭长深基坑抗隆起破坏模式试验研究[J]. 张飞,李镜培,孙长安,沈广军,李飞. 岩土力学. 2016(10)
[5]隧道下穿既有地铁车站施工结构沉降控制案例研究[J]. 张旭,张成平,韩凯航,王剑晨. 岩土工程学报. 2017(04)
[6]广州城市内涝原因分析与对策研究[J]. 万榆,黄岳文,彭晓春. 广东水利水电. 2016(03)
[7]基坑开挖引起紧邻建筑物沉降的简化计算方法[J]. 范凡,陈锦剑,章红兵,王建华. 岩土工程学报. 2015(S2)
[8]超前支护对软岩隧道空间变形的影响分析[J]. 洪开荣,杨朝帅,李建华. 地下空间与工程学报. 2014(02)
[9]深基坑开挖引起的周边土体沉降分析方法探讨[J]. 傅勇,张全胜,高广运. 地下空间与工程学报. 2013(S2)
[10]砂卵石地层圆形深基坑支护结构土压力[J]. 张家国,肖世国,邹力,吴兴序,涂文博. 土木建筑与环境工程. 2013(04)
博士论文
[1]成都地铁深基坑工程变形控制研究[D]. 王卫.成都理工大学 2011
[2]武汉地铁车站深基坑变形特性分析[D]. 杨庆年.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]城市暴雨内涝的影响因素与减缓研究[D]. 王丛笑.上海师范大学 2017
[2]地铁车站基坑施工地表沉降影响因素分析[D]. 琚冬.安徽建筑大学 2016
[3]软弱围岩隧道管棚预支护模型试验及受力状态研究[D]. 蒙蛟.北京交通大学 2015
[4]广州市越秀区内涝治理研究[D]. 张志坚.华南理工大学 2015
[5]考虑土体变形和渗流非线性的一维固结分析[D]. 孙琮涵.湖南大学 2015
[6]成都地区排桩支护结构土压力研究[D]. 刘攀.西南交通大学 2014
[7]地铁深基坑墙后地表沉降规律研究[D]. 孙世坤.中国地质大学(北京) 2012
[8]成都地铁车站基坑支护结构受力变形研究[D]. 温兆东.西南交通大学 2009
[9]止水帷幕对基坑渗流场影响分析[D]. 任红涛.中国地质大学（北京） 2006
[10]软土基坑变形估算及其影响因素研究[D]. 简艳春.河海大学 2001
本文编号：3396997
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
管棚施工过程
可有效抑制地面沉降，防止隧道坍塌，保证隧道或竖井施工的顺利进行。图2-2 为旋喷桩注浆工艺。图 2-2 旋喷桩注浆工艺Figure 2-2 Grouting technology of rotary jet pile2.1.4 超前预注浆法超前预注浆法指的是在地下工程的开挖过程中，通过导管将化学或水泥浆液注入至溶洞、围岩裂隙、含松散水层中，浆液在土层(岩层中)历经凝固、硬化阶段，最终形成强度较高的加固体的一种超前支护方法。超前预注浆法具有减小围岩变形量、改善破碎围岩物理力学性能、增强围岩承载能力以及防渗止水的优点[64]。从施工层面出发，超前预注浆法可减小隧道变形，避免隧道涌水涌砂及坍塌，降低构件失效的可能性。目前地下工程超前预注浆加固理论主要包括渗透注浆、填充注浆、挤密注浆及劈裂注浆理论等 4 种。(1)渗透注浆理论
图 2-3 围护结构变形形态Figure 2-3 Deformation form of enclosure structure在浅基坑的开挖过程中，柔性或者刚性的支护结构均表现出悬臂式位移形式，并呈“上大下小”形式。在深基坑开挖过程中随着开挖深度的不断增大，刚性围护结构仍表现为悬臂式的变形形式，而柔性围护结构因支撑限制住上部的位移，所以最大位移向下移动了一定距离，呈抛物线的变形形式(两端小中间大)。对于深基坑中的多支撑情况，则表现出悬臂变形与抛物线变形模式的组合模式(中间小两边大)。基坑的开挖使得围护结构两边土体对墙体施加的压力不均匀，使得围护墙体发生变形。在基坑内部，坑底水平应力不断增大因围护结构变形引起，土体竖向剪应力也因此增大导致基坑底部的隆起；在基坑外部，围护结构变形使得坑外土体向坑内发生移动，导致坑外土体发生沉降[66]。2.2.2 地表沉降形式及机理通过大量工程案例证明，坑外地表沉降主要由凹槽型沉降与三角形沉降等 2 种变形形式组成。当基坑采用悬臂式围护结构且墙体变形较大时，坑外地表呈三角形沉降形式，
【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂地基心墙堆石坝三维建模及渗流特性分析[J]. 黄青富,雷红军,程凯. 地下空间与工程学报. 2017(S2)
[2]桩锚支护深基坑开挖引起紧邻建筑物变形特征分析[J]. 李钢,黄波. 施工技术. 2017(13)
[3]广州市东濠涌深层排水隧道工程前期研究[J]. 王广华,李文涛,陈贻龙,周建华,陈彦,李昀涛. 中国给水排水. 2016(22)
[4]软土狭长深基坑抗隆起破坏模式试验研究[J]. 张飞,李镜培,孙长安,沈广军,李飞. 岩土力学. 2016(10)
[5]隧道下穿既有地铁车站施工结构沉降控制案例研究[J]. 张旭,张成平,韩凯航,王剑晨. 岩土工程学报. 2017(04)
[6]广州城市内涝原因分析与对策研究[J]. 万榆,黄岳文,彭晓春. 广东水利水电. 2016(03)
[7]基坑开挖引起紧邻建筑物沉降的简化计算方法[J]. 范凡,陈锦剑,章红兵,王建华. 岩土工程学报. 2015(S2)
[8]超前支护对软岩隧道空间变形的影响分析[J]. 洪开荣,杨朝帅,李建华. 地下空间与工程学报. 2014(02)
[9]深基坑开挖引起的周边土体沉降分析方法探讨[J]. 傅勇,张全胜,高广运. 地下空间与工程学报. 2013(S2)
[10]砂卵石地层圆形深基坑支护结构土压力[J]. 张家国,肖世国,邹力,吴兴序,涂文博. 土木建筑与环境工程. 2013(04)
博士论文
[1]成都地铁深基坑工程变形控制研究[D]. 王卫.成都理工大学 2011
[2]武汉地铁车站深基坑变形特性分析[D]. 杨庆年.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]城市暴雨内涝的影响因素与减缓研究[D]. 王丛笑.上海师范大学 2017
[2]地铁车站基坑施工地表沉降影响因素分析[D]. 琚冬.安徽建筑大学 2016
[3]软弱围岩隧道管棚预支护模型试验及受力状态研究[D]. 蒙蛟.北京交通大学 2015
[4]广州市越秀区内涝治理研究[D]. 张志坚.华南理工大学 2015
[5]考虑土体变形和渗流非线性的一维固结分析[D]. 孙琮涵.湖南大学 2015
[6]成都地区排桩支护结构土压力研究[D]. 刘攀.西南交通大学 2014
[7]地铁深基坑墙后地表沉降规律研究[D]. 孙世坤.中国地质大学(北京) 2012
[8]成都地铁车站基坑支护结构受力变形研究[D]. 温兆东.西南交通大学 2009
[9]止水帷幕对基坑渗流场影响分析[D]. 任红涛.中国地质大学（北京） 2006
[10]软土基坑变形估算及其影响因素研究[D]. 简艳春.河海大学 2001
本文编号：3396997
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