南宁地铁福-南区间盾构施工对既有管线变形影响规律研究

发布时间：2020-08-08 16:46

【摘要】：开展南宁地区富水圆砾地层盾构隧道施工开挖面稳定性和诱发既有管线变形规律研究具有重要的理论意义和工程价值。论文以南宁市城市轨道交通2号线福-南区间隧道为依托,以理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法开展研究工作。主要内容及结论包括:(1)分析盾构隧道施工管线变形的主要影响因素与管线变形机理,分别包括土层参数、施工参数和管线参数;其管线变形是盾构隧道施工引起管线所在土层产生地层损失使得管线周围土体应力重分布进而造成管线产生附加应力发生相应的形变;根据管线上附加应力的分布情况给出了管线发生相应破坏模式的原因。(2)采用两阶段位移法得出盾构隧道施工对既有管线的竖向位移数值解,并对相关参数做敏感性分析。结果表明,地层损失率对管线沉降最为显著。基于三维仓筒模型得到富水圆砾地层盾构隧道开挖面的极限支护力计算方法,采用数值模拟的方法验证该计算模型的合理性,给出保持开挖面稳定所需的支护力大小的取值范围,建议富水圆砾地层盾构机改造方案。(3)采用FLAC3D数值计算研究盾构隧道施工对不同埋深下地下管线变形规律,同时分析左、右线隧道施工结束后管线环向应力和纵向应力的分布情况。左线盾构隧道施工诱发的地表沉降曲线呈高斯曲线分布,右线隧道施工诱发的地表沉降曲线地表沉降曲线呈“W”形分布;管线与隧道呈90°时,管线沉降曲线总体服从高斯曲线,其最大沉降量位于隧道轴线正上方。(4)制定地表沉降与管线变形现场监测方案并开展实测研究。监测结果表明,土地表及管线沉降实测曲线与FLAC3D预测沉降曲线趋势基本一致。研究结论对南宁地区类似工程有参考价值。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U231.3;TU990.3
【图文】：

线路规划,城市轨道交通,南宁市

1 绪论景及研究意义目已成为我国主要城市重要的交通建设项目之一，预计我国在本世纪大面积快速发展的年代[1]。同样地质条件下，盾构隧道施工引起的地工引起的地表沉降要小很多，因此，盾构地铁隧道施工成为首选的工工过程中使得隧道围岩体产生扰动，在这种扰动的作用下不可避免地导致地表沉降。地层变形过大则会造成邻近道路、管线、建筑物、文坏，影响正常使用。隧道施工在不同地质条件下所引起地表沉降规律认知，因此对于不同地质条件隧道施工时提出较为合理的预测方法及能最大限度的减小由此产生的重大危害[2]。为了能够跟上城市发展的步伐，正在积极筹划并建设地铁，具体线路于地铁盾构法施工具有较多优势，在南宁地铁修建的过程中盾构施工

管线,地层,初始应力场,变形机理

9图 2.1 地下管线分类构施工对既有管线变形机理分析施工对地层产生扰动打破了原有初始应力场，造成地层损失，引形，变形延伸到各个地层造成地层产生位移；此时位于地层中的撑力减小，引起既有管线产生附加应力从而使既有管线发生变形会造成管线破坏。构施工引起管线变形的主要影响因素的最大沉降量及最大允许转角是保证盾构施工的关键，主要划分

管线,埋深,竖向变形,高斯

西安科技大学硕士学位论文力学特性不仅与其自身的力学参数，同时也与地质条件和隧道开挖以上节所建立的管线受力力学模型为基础，分别从管线埋深、管线层损失率、管-隧夹角变化时对管线变形的影响。考虑位于一般影响区的管线其长度可取 40m，划分段数为n，则单0/n。本文选取南宁地区类似工况下仅考虑单线隧道开挖的影响，其数分别如下：土体弹性模量 EMPas 13.5， 0.35sv ，k 40MPa/m，z 4m0 ，D=0.8m。埋深对地下管线沉降的影响线的不同用途，差异的深度变化很大。一般来说，雨水和污水管道是给水管的深度约为 1m。当隧道深度恒定时，不同深度的管线变形隧道轴线之间的距离反映出来。不同埋深下管线的垂直位移如图 3.

【参考文献】