小半径曲线盾构施工对周边土体位移的影响分析
发布时间：2021-01-25 01:14
随着我国城市化进程的飞速发展,城市地面交通压力日趋严重,地铁建设是有效缓解地面交通压力的重要手段,但城市区域内错综复杂的地上和地下结构物为地铁直线线路设计造成诸多不便,而小半径曲线隧道的应用为解决该问题提供了方向。小半径曲线盾构施工区别于直线盾构,受曲线段转弯纠偏、刀盘超挖、盾构机姿态调整、千斤顶不平衡推力等因素的影响,曲线内外侧土体差异扰动,隧道周边土体变形规律有较大差别,因此,研究小半径曲线盾构施工对周边土体位移的影响规律具有重要意义。本文在总结前人研究的基础上,结合实际工程,综合采用现场实测、理论分析和数值模拟的手段,研究了郑州黏性土地层中小半径曲线盾构施工对周边土体位移的影响规律,主要研究内容和结论如下:（1）采用现场实测对小半径曲线盾构施工引起的周边土体位移变化规律进行分析。小半径曲线盾构施工会造成横向地表沉降最大值位置向曲线内侧偏移,地表沉降槽具有非对称性;由于盾构机转向对外侧土体具有挤压作用,曲线外侧距离隧道较近的土层沉降较小,甚至引起隆起;与直线盾构隧道不同,曲线隧道左右两侧土体水平位移变形曲线呈非对称性,曲线外侧土体受盾壳的挤压作用,背离隧道移动,曲线内测土体因刀盘超...
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地铁盾构
忽视，但其在总体沉降量中的占比有时会高达35%。2.2盾构施工引起的地表沉降机理2.2.1盾构施工的几何效应盾构施工过程中引起的地层移动具有空间效应，并随着盾构向前掘进沿隧道方向不断发展，地表沉降槽的范围也不断增大，地层移动的空间效应如图2-1所示图2-1盾构施工引起的地层移动的空间效应表现出如下特性：（1）扩散性，地层移动的影响范围以盾构开挖面以及隧道边界为起始位置向前方、上方和侧向扩展，距离越近影响程度越大，距离越远影响程度越小，最终趋于稳定。（2）地层竖向位移值的大小与每层土体距离隧道拱顶的垂直间距有关，在衬砌的拱顶位置地层的沉降量最大，随着地层与隧道的间距增大，地层的沉降量逐渐减校（3）盾构施工引起的横向地表沉降槽近似符合高斯正态分布曲线，纵向沉降槽可看作二阶抛物线。（4）在盾构推进过程中，沿隧道方向在刀盘前部为拉伸区，刀盘后部为压缩区。2.2.2盾构施工的力学效应盾构施工会引起周边土体的应力状态随之改变，在施工过程中，盾构刀盘前方土体受挤压处于加载状态，同时盾壳与周边土体发生摩擦并产生剪切作用；在管片从盾尾脱出后，由于衬砌管片与周围土体之间存在建筑空隙，周围土体会向建筑空隙内挤入填充13
盾构施工过程中盾壳会对周边土体造成剪切扰动并与土体间产生摩擦阻力，在盾壳外围形成剪切扰动区 2，其影响范围较小，在剪切扰动区 2 以外，由于管片脱出盾尾后在其周围存在建筑空隙，周边土体失去盾壳的支撑向空隙内挤压填充，产生卸载，引起土体松动，从而造成地层沉降；位于盾构机上方的土体受盾构机自重和地面超载（若地面存在超载）的影响产生下沉形成卸载扰动区 3；位于盾构机下方的土体因开挖卸载产生少量的隆起，此部分区域称为卸载扰动区 4；之后，随盾构机向前掘进，土体进入固结区 5，该区域土体受到注浆作用的影响，土体力学参数先降低，而后随注浆体的凝固其力学参数又逐渐增大，直至趋于稳定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]兰州砂卵石地层盾构施工的peck公式参数优化[J]. 杨小强,欧尔峰. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2020(03)
[2]有限区域盾构隧道土体位移解析计算[J]. 杨潇,李明宇. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2020(02)
[3]合肥地区复合地层盾构掘进参数控制研究[J]. 秦佳佳. 隧道建设(中英文). 2020(03)
[4]大断面盾构隧道施工碴土改良数值模拟及土舱压力对地表变形的影响机理研究[J]. 周杰,朱贤宇,唐健. 现代隧道技术. 2019(S2)
[5]福州软土地区土压平衡盾构隧道地表沉降特性分析[J]. 钟俊辉,尹培林,刘俊. 现代隧道技术. 2019(05)
[6]小半径曲线盾构隧道掘进施工地表变形计算[J]. 孙捷城,路林海,王国富,周国锋,谭生永,韩帅. 中国铁道科学. 2019(05)
[7]石家庄市轨道交通1号线小半径曲线隧道盾构施工技术[J]. 刘栋. 隧道建设. 2015 (S1)
[8]双线地铁盾构施工引起的地表沉降分析及施工控制[J]. 鞠鑫. 铁道标准设计. 2019(08)
[9]曲线平行双隧道施工引起的地表沉降规律分析[J]. 张雁,冯浩,璩继立. 上海理工大学学报. 2019(01)
[10]曲线盾构隧道施工地表沉降分析[J]. 冯浩,闫格. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2018(06)
博士论文
[1]大坡度小半径线路情况对盾构法施工开挖面稳定性及管片受力影响的研究[D]. 蒙晓莲.北京交通大学 2011
硕士论文
[1]长沙万家丽小转弯隧道盾构适应性及其施工特性研究[D]. 严宝山.江西理工大学 2018
[2]小半径、大坡度盾构隧道施工力学特性研究[D]. 赵丹.中南大学 2007
本文编号：2998264
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地铁盾构
忽视，但其在总体沉降量中的占比有时会高达35%。2.2盾构施工引起的地表沉降机理2.2.1盾构施工的几何效应盾构施工过程中引起的地层移动具有空间效应，并随着盾构向前掘进沿隧道方向不断发展，地表沉降槽的范围也不断增大，地层移动的空间效应如图2-1所示图2-1盾构施工引起的地层移动的空间效应表现出如下特性：（1）扩散性，地层移动的影响范围以盾构开挖面以及隧道边界为起始位置向前方、上方和侧向扩展，距离越近影响程度越大，距离越远影响程度越小，最终趋于稳定。（2）地层竖向位移值的大小与每层土体距离隧道拱顶的垂直间距有关，在衬砌的拱顶位置地层的沉降量最大，随着地层与隧道的间距增大，地层的沉降量逐渐减校（3）盾构施工引起的横向地表沉降槽近似符合高斯正态分布曲线，纵向沉降槽可看作二阶抛物线。（4）在盾构推进过程中，沿隧道方向在刀盘前部为拉伸区，刀盘后部为压缩区。2.2.2盾构施工的力学效应盾构施工会引起周边土体的应力状态随之改变，在施工过程中，盾构刀盘前方土体受挤压处于加载状态，同时盾壳与周边土体发生摩擦并产生剪切作用；在管片从盾尾脱出后，由于衬砌管片与周围土体之间存在建筑空隙，周围土体会向建筑空隙内挤入填充13
盾构施工过程中盾壳会对周边土体造成剪切扰动并与土体间产生摩擦阻力，在盾壳外围形成剪切扰动区 2，其影响范围较小，在剪切扰动区 2 以外，由于管片脱出盾尾后在其周围存在建筑空隙，周边土体失去盾壳的支撑向空隙内挤压填充，产生卸载，引起土体松动，从而造成地层沉降；位于盾构机上方的土体受盾构机自重和地面超载（若地面存在超载）的影响产生下沉形成卸载扰动区 3；位于盾构机下方的土体因开挖卸载产生少量的隆起，此部分区域称为卸载扰动区 4；之后，随盾构机向前掘进，土体进入固结区 5，该区域土体受到注浆作用的影响，土体力学参数先降低，而后随注浆体的凝固其力学参数又逐渐增大，直至趋于稳定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]兰州砂卵石地层盾构施工的peck公式参数优化[J]. 杨小强,欧尔峰. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2020(03)
[2]有限区域盾构隧道土体位移解析计算[J]. 杨潇,李明宇. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2020(02)
[3]合肥地区复合地层盾构掘进参数控制研究[J]. 秦佳佳. 隧道建设(中英文). 2020(03)
[4]大断面盾构隧道施工碴土改良数值模拟及土舱压力对地表变形的影响机理研究[J]. 周杰,朱贤宇,唐健. 现代隧道技术. 2019(S2)
[5]福州软土地区土压平衡盾构隧道地表沉降特性分析[J]. 钟俊辉,尹培林,刘俊. 现代隧道技术. 2019(05)
[6]小半径曲线盾构隧道掘进施工地表变形计算[J]. 孙捷城,路林海,王国富,周国锋,谭生永,韩帅. 中国铁道科学. 2019(05)
[7]石家庄市轨道交通1号线小半径曲线隧道盾构施工技术[J]. 刘栋. 隧道建设. 2015 (S1)
[8]双线地铁盾构施工引起的地表沉降分析及施工控制[J]. 鞠鑫. 铁道标准设计. 2019(08)
[9]曲线平行双隧道施工引起的地表沉降规律分析[J]. 张雁,冯浩,璩继立. 上海理工大学学报. 2019(01)
[10]曲线盾构隧道施工地表沉降分析[J]. 冯浩,闫格. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2018(06)
博士论文
[1]大坡度小半径线路情况对盾构法施工开挖面稳定性及管片受力影响的研究[D]. 蒙晓莲.北京交通大学 2011
硕士论文
[1]长沙万家丽小转弯隧道盾构适应性及其施工特性研究[D]. 严宝山.江西理工大学 2018
[2]小半径、大坡度盾构隧道施工力学特性研究[D]. 赵丹.中南大学 2007
本文编号：2998264
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