济南轨道交通R1线盾构隧道穿越施工风险分析及控制技术研究
本文选题:盾构施工 + 风险分析 ; 参考:《山东科技大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着我国城市轨道交通建设不断发展,盾构法隧道以安全、高效、环保等优势成为地铁建设过程中的主力军。受周围环境及自身特点制约,不可避免地会出现盾构法施工穿越各种复杂建(构)筑物的情况,将施工风险降到可接受范围内,减少施工中风险事故发生,建立有效的风险控制体系成为新时代轨道交通建设的主要课题。济南轨道交通建设处于起步阶段,针对济南地质条件下的盾构法施工经验相对匮乏,地表沉降规律研究较少,穿桥施工风险控制系统尚未完善。加强轨道交通建设风险管理水平,科学进行风险识别,研究适合济南轨道交通盾构隧道建设的风险评价和控制措施已迫在眉睫。以济南轨道交通R1线地下段盾构隧道为工程背景,对隧道施工进行调研与风险评估,并根据风险等级较大的工况进行分析,得到盾构施工沉降规律及力学特性,结合盾构施工穿桥工程进行变形规律及风险控制研究,为济南轨道交通R1线盾构隧道施工提供施工技术指导和风险防控方案。主要研究工作如下:(1)济南轨道交通盾构风险辨识及风险等级划分。结合济南地区厚冲积平原地质特征、周边环境、盾构施工工艺、工区特点等相关风险源,提出风险源辨识清单,研究可定量评估盾构施工过程中风险等级的划分方法,提出R1线风险评估方法,引入风险双层次分析方法(即技术层面和工程管理层面),便于指导济南轨道交通盾构施工安全生产和安全管理。(2)盾构隧道施工沉降变形规律研究。总结盾构法施工引起地层变形机理,针对济南轨道交通风险等级较大的工况(玉王区间入地段施工工程)进行分析,结合济南地区地质条件建立数值模拟进行盾构开挖对地层变形规律研究,并提出埋深与土体加固参数等因素对地表沉降变形的影响。(3)盾构隧道穿桥安全控制技术研究。针对济南轨道交通风险等级较大的工况(盾构穿越京沪铁路框架桥)进行分析,建立高精度数值模型,分析盾构穿桥施工中各结构部分的变形规律及力学特征,制定相应的工程加固措施,通过现场监测数据进行反馈,总结盾构穿越过程现场变形规律并优化盾构掘进参数,建立盾构穿桥施工安全预警控制指标及风险控制体系,保障下穿施工过程中既有建(构)筑物的安全稳定性,并将研究成果推广到类似工程中。(4)盾构隧道侧穿桥桩施工控制研究。针对济南轨道交通风险等级较大的工况(盾构侧穿新建联络线桥桩)进行分析,结合穿越京沪铁路框架桥施工风险控制经验,建立数值模型,得到盾构侧穿桥桩不同阶段地表沉降规律及桥桩偏移规律,提出风险控制措施及变形控制标准,为安全施工提供参考。
[Abstract]:With the continuous development of urban rail transit construction in China, shield tunneling has become the main force in subway construction with the advantages of safety, high efficiency and environmental protection. Restricted by the surrounding environment and its own characteristics, it is inevitable that the shield construction will pass through all kinds of complex building (construction), reduce the construction risk to the acceptable range, and reduce the risk accidents in the construction. The establishment of effective risk control system has become the main subject of rail transit construction in the new era. The construction of Jinan rail transit is in its infancy. The experience of shield tunneling under the geological conditions of Jinan is relatively scarce, the research on the law of ground subsidence is less, and the risk control system of bridge crossing construction is not perfect. It is urgent to strengthen the risk management level of rail transit construction, to identify risks scientifically, and to study the risk evaluation and control measures suitable for the construction of shield tunnel of Jinan rail transit. Taking the shield tunneling in the underground section of the R1 line of Jinan rail transit as the engineering background, the tunnel construction is investigated and the risk assessment is carried out, and the settlement law and mechanical characteristics of shield construction are obtained according to the working conditions with higher risk grade. Based on the study of deformation law and risk control of shield tunneling project, this paper provides construction technical guidance and risk prevention and control scheme for shield tunnel construction of R1 line of Jinan rail transit. The main research work is as follows: 1) Jinan rail transit shield machine risk identification and risk classification. Based on the geological characteristics of the thick alluvial plain in Jinan area, the surrounding environment, the construction technology of shield machine, the characteristics of the working area and other related risk sources, the identification list of risk sources is put forward, and the method of classifying risk grades in the course of shield construction can be quantitatively evaluated. The risk assessment method of R1 line is put forward, and the double analysis method of risk is introduced (that is, technical level and engineering management level), which is convenient to guide the research on settlement deformation law of shield tunneling construction in Jinan rail transit construction safety production and safety management. In this paper, the mechanism of formation deformation caused by shield tunneling is summarized, and the working condition of Jinan rail transit with high risk grade (construction engineering in Yuwang section) is analyzed. Based on the numerical simulation of geological conditions in Jinan area, the deformation law of shield tunneling is studied, and the influence of factors such as buried depth and soil reinforcement parameters on ground subsidence and deformation is put forward. The safety control technology of shield tunnel through bridge is studied. In view of the working condition of Jinan rail transit with high risk grade (shield passing through the frame bridge of Beijing-Shanghai railway), a high-precision numerical model is established, and the deformation law and mechanical characteristics of each structural part in the construction of shield tunneling bridge are analyzed. The corresponding reinforcement measures are formulated, the field deformation rules of shield tunneling process are summarized and the parameters of shield tunneling are optimized, and the early warning control index and risk control system of shield tunneling bridge construction are established through the feedback of field monitoring data. In order to ensure the safety and stability of the existing structures in the process of construction under penetration, the research results are extended to the construction control research of side piercing piles of shield tunnels in similar projects. In view of the working condition of Jinan rail transit with high risk grade (shield side piercing new tie line bridge pile), combined with the risk control experience in construction of frame bridge across Beijing-Shanghai railway, a numerical model is established. The ground subsidence law and the displacement law of bridge pile in different stages of shield side crossing bridge pile are obtained, and the risk control measures and deformation control standard are put forward, which can provide a reference for safe construction.
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U455.43
【参考文献】
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,本文编号:1875935
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