大直径盾构下穿南水北调中线干渠引起的沉降规律研究

发布时间：2021-08-31 01:27

　　地表沉降是盾构施工中造成的主要的地质灾害,如果不加以控制往往引起严重后果。轻则造成财产损失和环境破坏,严重时将影响周边建筑物的使用及其中居民的生命安全。南水北调是我国的战略性工程,其中中线工程自丹江口水库引出,惠及河南、河北、北京、天津四个省（市）。如果输水干渠结构遭到损坏影响到使用功能,会造成严重后果。本文以豫机铁路工程盾构施工下穿南水北调干渠段作为研究对象,详细阐述了盾构施工对周围土体的影响机理。结合理论分析、数值模拟计算等方式,对盾构施工引起的地表沉降问题进行了较为系统的研究,在研究基础上,提出地表沉降控制措施,在减小施工引起的地表沉降方面起到了一定效果。本文研究成果与施工措施对类似工程具有一定借鉴价值。主要研究成果如下:（1）利用FLAC3D有限差分软件建立数值计算模型,结合工程资料及盾构相关参数,模拟盾构施工对干渠结构的影响。数值模拟计算结果与经验公式计算结果对比,二者差距较小,经验公式、理论分析和模拟结果呈现出的地表沉降规律基本一致,说明了数值模拟的准确性,数值模拟在盾构施工引起地面变形的研究中有一定参考价值。（2）盾构掘进前方1～2倍盾构直径范围内有较明显的地表沉降。掘进... 

【文章来源】：华北水利水电大学河南省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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杭州由施工造成地表沉降事故Fig.1-1ThesurfacesettlementaccidentcausedbysubwayconstructioninHangzhou

华北水利水电大学硕士学位论文2图1-1杭州由施工造成地表沉降事故Fig.1-1ThesurfacesettlementaccidentcausedbysubwayconstructioninHangzhou图1-2南昌由施工造成地表沉降事故Fig.1-2ThesurfacesettlementaccidentcausedbysubwayconstructioninNanchang通过对盾构法施工引起的地表沉降进行研究，确定其影响范围、影响因素以及各个影响因素的影响程度，进一步提出减小地面沉降相关的控制措施，对促进地下空间建设的发展，减少不必要的经济损失具有重要的现实意义。另外，郑州建设城区逾一千平方公里，作为国家中心城市，具有进一步发展的空间，机械化程度较高盾构法同样具有广泛的应用前景。1.2盾构施工地表变形研究方法国内外现状1.2.1经验公式法经验公式法最早可以追溯到1969年，Peck教授[6]整理了大量的工程实测数据，提出地层损失的概念。Peck假定施工引起的沉降在不排水情况下发生，地层损失在隧道长度上均匀分布，同时结合矿山开采中地面位移的估算方法，认为地面沉降的横向分布可

1绪论3以视作似正态分布曲线（或称高斯曲线），即2max2exp2xSxSi(1-1)max2sVSi(1-2)2tan452zi(1-3)式中：Sx—水平方向距离隧道轴线x处的地表沉降，m；maxS—隧道轴线处最大地面沉降，m；x—距隧道中心线的距离，m；i—沉降槽的宽度系数（隧道轴线至沉降曲线反弯点的距离)；sV—盾构隧道单位长度地层损失，m3/m；z—地面到隧道中心深度，m。图1-3地表横向沉降槽Fig.1-3Thetransversaltroughsettlement不难看出，该公式中sV（地层损失）和i（沉降槽宽度系数）是两个关键参数。这两个参数的取值合理与否对在公式工程中的应用，或者说对准确预测地面沉降量及地面沉降的分布起着重要作用。O"Reilly等[7]通过对一些隧道的实测数据的整理，提出i的取值与隧道轴线埋深z近似表现为线性关系，即ikz(1-4)


本文编号：3373898