U型盾构施工对周围地表变形的影响分析

发布时间：2020-09-23 11:53

　　随着城市化进程的推进,地上可开发的空间越来越小,地下空间的开发迫在眉睫,通常地下空间开发包括地下停车场,地铁隧道,城市下穿通道等。近些年,国家为提高城市运行效率,对城市资源进行整合,以使城市配套工程布局更加合理,很多城市都开始建设地下综合管廊项目。U型敞口盾构施工是目前我国较为先进的管廊施工方式,相对于传统的人工开挖,它极大程度上节约建设成本、缩短建设工期、减小建设对周围环境的影响。本文以我国首例采用U型敞口盾构施工的海口管廊项目为例,利用Midas/GTX NX有限元软件分不同阶段进行建模分析,结合相关现场监测数据和前人的研究成果,研究了U型敞口盾构施工过程对周围土体扰动、土体变形及围护结构变形的影响,主要工作和成果如下:(1)介绍了管廊施工的不同方法,以及管廊施工中的几种常见基坑支护方式及特点。重点研究U型敞口盾构施工的过程和优点,该开挖方式是现有几种开挖方法的整合,既有机械开挖,又有顶推推进,还可凭借机体自身作为支护,相比而言,U型敞口盾构可以移动机体挡板作为临时支撑,减少了人工支护的安装与拆除工序,不仅缩短工期,还减少人工和机械的消耗量,机械化程度较高。在城市施工环境下,开挖深度小于10m且作业里程较长时适宜使用。(2)通过对U型盾构引起的周边地表沉降及盾构坑底隆起变形的模型分析,作为小范围的盾前开挖与支护,其对地表沉降在盾构机推进不同距离的影响深度曲线是满足理论要求的,但通过两组不同测点对比可以看出,只有在盾构机作业面出现在测点附近才会出现明显突变的的曲线,其余时间数值变化较为平缓。(3)通过建立同条件下的人工开挖和U型敞口盾构对比模型,提取人工开挖最终沉降数据与U型敞口盾构最终沉降数据对比,两组测点均显示,U型敞口盾构施工引起的地表下沉值与人工开挖相比减小较多。得出结论,盾构施工地表的影响较常规施工要小很多。(4)通过分析研究与模拟人工开挖模型相关基底隆起的最终变形曲线进行对比。从对比曲线可以看出,人工开挖地桩顶水平位移相比盾构施工桩体水平变形量要大一些,由此可以得出,盾构推进式施工地下管廊对周围结构的影响也更小,更加安全可靠。(5)采集实测U型敞口盾构施工的沉降数据,并与模拟的理论值相互比较,曲线变形形状相似,但实测值中的沉降量与模拟值相比稍大,说明现场环境错综复杂,可能对沉降有部分影响。但总体沉降变化值比较小,可进一步证明U型盾构机推进施工对周边环境影响较小的结论。
【学位单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U455.43

【参考文献】