某高架桥匝道施工对邻近既有地铁隧道的影响分析
发布时间：2021-01-13 20:40
随着城市立体交通网的建设,邻近既有地铁隧道修建高架桥的工程不断出现。毗邻隧道高架桥的施工过程,对邻近隧道工程的安全势必产生影响,甚至威胁到地铁隧道的正常运营。为深入了解毗邻高架桥施工对隧道的影响机理和过程,开展相应的研究是十分必要的。东一环快速路工程作为沈阳市交通大动脉关键的一段,是沈阳市东部地区快速路系统的重要组成部分,其主体为全线高架桥,关键段与地铁10号线隧道平行延伸,设5对平行匝道。本文以沈阳东一环快速路高架桥为依托工程,通过理论分析、数值分析和现场监测相结合的方法,对东一环快速路某一匝道施工过程对下部既有地铁隧道的影响进行深入研究,主要研究内容和成果如下:（1）对沈阳东一环快速路高架桥L匝道及其毗邻的地铁10号线空间位置的特殊性进行了深入分析。地铁10号线该区段为双隧洞且两洞距离仅为3.15m,且L匝道路基结构正处于隧道扩大断面正上部,净距离仅为7.7m。施工过程中上部临时荷载对下部隧道产生变形影响,确定该位置为施工监测重点区段,以确保随时掌握上部匝道施工对隧道影响情况。（2）运用有限元软件ABAQUS以东一环高架桥L匝道工程为实体建立三维有限元模型进行模拟分析,以研究匝道在...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地表的两种沉降形态
第2章地铁隧道的变形理论92.1.2围护结构变形基坑工程进行施工时，土体的卸载导致主动土压力和被动土压力发生转变，围护结构承受双侧的土压力转化为单侧的主动土压力，被动土压在基坑底部产生，围护结构因此发生变形，从而引起基坑周围土体的变形和沉降，基坑产生的变形程度与围护结构的变形息息相关[33]。然而，围护结构产生变形与围护结构的种类和布置形式等因素有关，地下水的渗流、工程地质条件、支撑体系刚度等也是影响围护结构变形的重要因素。由于工程实际施工过程的影响，基坑的时空效应不可避免的影响围护结构的变形[34]。在很多实际工程中，围护结构往往会发生容易被忽略的竖向变形。事实证明，围护结构的竖向变形也应该被重点考虑，围护结构产生竖向变形的因素有两个：第一基坑开挖的卸载，基坑底部土体出现上浮，土层内的竖向内力减小，会导致围护结构出现竖向变形；第二围护结构的竖向变形是由上部荷载的改变以及用于保护基坑的支撑结构造成的。因而，在工程实际中，很难预先判断围护结构的具体变形形式[35]。2.1.3基坑底部隆起在基坑施工过程中，弹性隆起与塑性隆起是坑内底部的土体产生两种变形形式，如图2.2所示。图2.2基坑底部的隆起形式Fig.2.2Raisedformatthebottomofthefoundationpit基坑弹性隆起变形多发生在基坑开挖初期，开挖深度较小，变形最大部位出现在中间部位，两侧逐渐减小，形状如同气泡。中间隆起大小随着开挖深度的增加而增加，在终止开挖时，隆起停止。基坑出现塑性变形是在基坑开挖深度较宽且基坑底部极度不平整时，基坑底部的变形像高低起伏连续的山脉，且类似于连续不断的马鞍形。变形较大位置发生在两侧
沈阳工业大学硕士学位论文10部位，而中部隆起较小，与之相反的是狭长或者长条形的基坑，隆起程度中间大，两侧小[36]。地质条件及基坑开挖深度和宽度都会影响基坑土体上抬，基坑内排水措施的好坏及围护结构也是重要的影响因素，由于时空效应，基坑施工的时间和顺序也不同程度的影响着基坑底部土体的隆起，因此，基坑底部隆起总结为以下3个主要原因：（1）由于土体卸载导致基坑内应力不平衡，当坑内的土体被移走，使得基坑底部土体回弹。（2）在基坑工程中的支撑和围护结构所承受的荷载发生变化，出现偏移，对基坑底部土体形成挤压，导致基坑底部土体压力增大从而发生隆起现象。（3）基坑内的水压力变大导致土体隆起，渗透水进入开挖的基坑内，破坏原有的土体空隙水压力，导致水压力增大，从而土体发生膨胀现象[37]。为了避免基坑底部土体发生隆起现象，在基坑施工过程中，保证工程质量的同时应加快施工速度，减少加、卸载的时间，以此减少时空效应对基坑隆起产生的影响。2.1.4基坑工程与相邻隧道的位置关系总结大量的实际工程，将隧道与基坑的位置关系归纳为以下几种，如图2.3所示。图2.3隧道与基坑的相对位置关系图Fig.2.3Therelationshipbetweentherelativepositionofthetunnelandthefoundationpit（a）隧道处于基坑下方，基坑与隧道纵向轴线之间以斜交形式呈现；（b）隧道处于基坑正下方，基坑与隧道的轴线在纵向上呈现相互垂直；（c）隧道侧方为基坑，基坑与隧道的纵向轴线平行，在同一水平面或者高低不同；（d）隧道两侧为基坑，三者底部在同一水平线上或高低错落形式。以（b）为例，卸载引起的变形图如图2.4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]双孔隧道的地表沉降预测及其可靠度分析[J]. 李娴,王思瑶,张标,汪亦显,彭文韬. 地下空间与工程学报. 2019(S1)
[2]地表交通荷载引起邻近浅埋隧道振动评价研究[J]. 曹志刚,唐浩,袁宗浩,蔡袁强,章李刚,刘燕平. 岩石力学与工程学报. 2019(08)
[3]地铁车站施工对邻近轻轨桥墩的影响分析[J]. 崔涛. 路基工程. 2018(06)
[4]高架桥桩基施工对既有地铁隧道影响数值研究[J]. 张津. 建筑安全. 2018(10)
[5]全套管全回转成孔工艺在邻近地铁桥梁群桩施工中的应用[J]. 陈润军,韩萍,杨飞,陈自海,周联英,丁智. 市政技术. 2018(04)
[6]关于对岩土工程数值分析的几点思考[J]. 万林根,易点文. 世界有色金属. 2018(06)
[7]深基坑开挖对邻近既有高铁桩基影响研究[J]. 胡军. 铁道工程学报. 2017(06)
[8]城市高层建筑近接地铁隧道施工的影响研究[J]. 曹雪. 公路交通技术. 2017(02)
[9]基坑施工对邻近地铁盾构隧道影响的研究分析[J]. 晁凯. 市政技术. 2017(02)
[10]超临界桥桩基施工对既有隧道影响数值与实测分析[J]. 吕宝伟. 铁道标准设计. 2017(03)
硕士论文
[1]高架桥桩基施工与邻近在建地铁车站相互影响研究[D]. 谢群.华东交通大学 2018
[2]近距离基坑开挖对下卧地铁隧道位移影响分析及位移控制措施研究[D]. 郭劲睿.广州大学 2018
[3]高层建筑施工对临近已有隧道的影响分析[D]. 王臣.青岛理工大学 2018
[4]基坑开挖影响既有临近隧道变形与稳定性研究[D]. 盛骁.西安科技大学 2017
[5]基坑开挖对邻近既有地铁隧道影响的研究[D]. 庞晋.浙江科技学院 2017
[6]基坑开挖对下方地铁隧道变形的影响研究[D]. 张海生.西南交通大学 2016
[7]重载车辆及其动态荷载作用下滨海软土地区低矮路基的动力特性[D]. 耿晓婷.河北工业大学 2015
[8]基坑开挖对既有地铁隧道的变形影响研究[D]. 卜佳.中国地质大学(北京) 2015
[9]超高层建筑结构构筑及使用阶段对紧邻地铁运营隧道的影响分析[D]. 沈志刚.北京交通大学 2014
[10]逆作法立柱与地下连续墙差异沉降数值模拟[D]. 马艳超.昆明理工大学 2014
本文编号：2975530
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地表的两种沉降形态
第2章地铁隧道的变形理论92.1.2围护结构变形基坑工程进行施工时，土体的卸载导致主动土压力和被动土压力发生转变，围护结构承受双侧的土压力转化为单侧的主动土压力，被动土压在基坑底部产生，围护结构因此发生变形，从而引起基坑周围土体的变形和沉降，基坑产生的变形程度与围护结构的变形息息相关[33]。然而，围护结构产生变形与围护结构的种类和布置形式等因素有关，地下水的渗流、工程地质条件、支撑体系刚度等也是影响围护结构变形的重要因素。由于工程实际施工过程的影响，基坑的时空效应不可避免的影响围护结构的变形[34]。在很多实际工程中，围护结构往往会发生容易被忽略的竖向变形。事实证明，围护结构的竖向变形也应该被重点考虑，围护结构产生竖向变形的因素有两个：第一基坑开挖的卸载，基坑底部土体出现上浮，土层内的竖向内力减小，会导致围护结构出现竖向变形；第二围护结构的竖向变形是由上部荷载的改变以及用于保护基坑的支撑结构造成的。因而，在工程实际中，很难预先判断围护结构的具体变形形式[35]。2.1.3基坑底部隆起在基坑施工过程中，弹性隆起与塑性隆起是坑内底部的土体产生两种变形形式，如图2.2所示。图2.2基坑底部的隆起形式Fig.2.2Raisedformatthebottomofthefoundationpit基坑弹性隆起变形多发生在基坑开挖初期，开挖深度较小，变形最大部位出现在中间部位，两侧逐渐减小，形状如同气泡。中间隆起大小随着开挖深度的增加而增加，在终止开挖时，隆起停止。基坑出现塑性变形是在基坑开挖深度较宽且基坑底部极度不平整时，基坑底部的变形像高低起伏连续的山脉，且类似于连续不断的马鞍形。变形较大位置发生在两侧
沈阳工业大学硕士学位论文10部位，而中部隆起较小，与之相反的是狭长或者长条形的基坑，隆起程度中间大，两侧小[36]。地质条件及基坑开挖深度和宽度都会影响基坑土体上抬，基坑内排水措施的好坏及围护结构也是重要的影响因素，由于时空效应，基坑施工的时间和顺序也不同程度的影响着基坑底部土体的隆起，因此，基坑底部隆起总结为以下3个主要原因：（1）由于土体卸载导致基坑内应力不平衡，当坑内的土体被移走，使得基坑底部土体回弹。（2）在基坑工程中的支撑和围护结构所承受的荷载发生变化，出现偏移，对基坑底部土体形成挤压，导致基坑底部土体压力增大从而发生隆起现象。（3）基坑内的水压力变大导致土体隆起，渗透水进入开挖的基坑内，破坏原有的土体空隙水压力，导致水压力增大，从而土体发生膨胀现象[37]。为了避免基坑底部土体发生隆起现象，在基坑施工过程中，保证工程质量的同时应加快施工速度，减少加、卸载的时间，以此减少时空效应对基坑隆起产生的影响。2.1.4基坑工程与相邻隧道的位置关系总结大量的实际工程，将隧道与基坑的位置关系归纳为以下几种，如图2.3所示。图2.3隧道与基坑的相对位置关系图Fig.2.3Therelationshipbetweentherelativepositionofthetunnelandthefoundationpit（a）隧道处于基坑下方，基坑与隧道纵向轴线之间以斜交形式呈现；（b）隧道处于基坑正下方，基坑与隧道的轴线在纵向上呈现相互垂直；（c）隧道侧方为基坑，基坑与隧道的纵向轴线平行，在同一水平面或者高低不同；（d）隧道两侧为基坑，三者底部在同一水平线上或高低错落形式。以（b）为例，卸载引起的变形图如图2.4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]双孔隧道的地表沉降预测及其可靠度分析[J]. 李娴,王思瑶,张标,汪亦显,彭文韬. 地下空间与工程学报. 2019(S1)
[2]地表交通荷载引起邻近浅埋隧道振动评价研究[J]. 曹志刚,唐浩,袁宗浩,蔡袁强,章李刚,刘燕平. 岩石力学与工程学报. 2019(08)
[3]地铁车站施工对邻近轻轨桥墩的影响分析[J]. 崔涛. 路基工程. 2018(06)
[4]高架桥桩基施工对既有地铁隧道影响数值研究[J]. 张津. 建筑安全. 2018(10)
[5]全套管全回转成孔工艺在邻近地铁桥梁群桩施工中的应用[J]. 陈润军,韩萍,杨飞,陈自海,周联英,丁智. 市政技术. 2018(04)
[6]关于对岩土工程数值分析的几点思考[J]. 万林根,易点文. 世界有色金属. 2018(06)
[7]深基坑开挖对邻近既有高铁桩基影响研究[J]. 胡军. 铁道工程学报. 2017(06)
[8]城市高层建筑近接地铁隧道施工的影响研究[J]. 曹雪. 公路交通技术. 2017(02)
[9]基坑施工对邻近地铁盾构隧道影响的研究分析[J]. 晁凯. 市政技术. 2017(02)
[10]超临界桥桩基施工对既有隧道影响数值与实测分析[J]. 吕宝伟. 铁道标准设计. 2017(03)
硕士论文
[1]高架桥桩基施工与邻近在建地铁车站相互影响研究[D]. 谢群.华东交通大学 2018
[2]近距离基坑开挖对下卧地铁隧道位移影响分析及位移控制措施研究[D]. 郭劲睿.广州大学 2018
[3]高层建筑施工对临近已有隧道的影响分析[D]. 王臣.青岛理工大学 2018
[4]基坑开挖影响既有临近隧道变形与稳定性研究[D]. 盛骁.西安科技大学 2017
[5]基坑开挖对邻近既有地铁隧道影响的研究[D]. 庞晋.浙江科技学院 2017
[6]基坑开挖对下方地铁隧道变形的影响研究[D]. 张海生.西南交通大学 2016
[7]重载车辆及其动态荷载作用下滨海软土地区低矮路基的动力特性[D]. 耿晓婷.河北工业大学 2015
[8]基坑开挖对既有地铁隧道的变形影响研究[D]. 卜佳.中国地质大学(北京) 2015
[9]超高层建筑结构构筑及使用阶段对紧邻地铁运营隧道的影响分析[D]. 沈志刚.北京交通大学 2014
[10]逆作法立柱与地下连续墙差异沉降数值模拟[D]. 马艳超.昆明理工大学 2014
本文编号：2975530
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