同步注浆条件下盾构施工引起的隧道和地表沉降及其控制研究
发布时间：2021-10-19 21:02
21世纪以来,我国采用盾构法施工的城市隧道工程逐渐增多,盾构施工技术凭借其对周围地层扰动小、隧道成形质量高、掘进速度快且不阻断地面交通、安全环保,其工程造价不随隧道埋深的深浅而发生大幅度的变化等多方面优势,成为城市地铁隧道施工工程的主流施工方法。但是在其掘进过程中仍然会引起周围地层的变形和移动,地层移动—方面会引起地表沉降,另一方面会引起临近建构筑物的变位。随着政府和群众对城市隧道建设的环境友好程度、安全程度愈发重视,对城市建（构）筑物、交通和市政隧道等的建设提出了更高更严格的要求。盾构施工时周围地层的变形和移动是由所在施工地区的土质、水文情况、隧道断面、埋深以及施工方案、技术等很多因素交织而成的复杂现象,但对于闭胸式的盾构机来说,地层的移动和地表的沉降主要受盾构掘进时同步注浆效果好坏的影响,其直接影响到盾构隧道地层的稳定性、施工的节奏性和地表环境的安全性。本文结合郑州地铁3号线的工程实际主要进行了 4个方面的研究:针对本文所研究的方向总结了其国内外研究现状:盾构法施工的发展历程、盾构机工作原理、盾构施工对地层变形及地表沉降产生影响的的作用机理。分析了城市地铁盾构施工对地层变形、地表沉...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题背景
1.2 国内外地铁盾构施工发展概况
1.2.1 国外地铁盾构施工概述
1.2.2 国内地铁盾构施工概述
1.3 郑州市地铁盾构施工的应用情况
1.3.1 郑州市轨道交通发展历史及远景规划
1.3.2 盾构施工在郑州地铁的应用
1.4 主要研究方法
1.4.1 经验公式法
1.4.2 理论分析法
1.4.3 模型实验
1.4.4 人工神经网络法
1.4.5 数值模拟
1.5 主要研究内容及方法
2 盾构施工引起地层沉降特征及注浆浆液比选
2.1 土压平衡盾构法简介
2.2 地表不均匀沉降的盾构事故
2.3 同步注浆的演变及浆液比选
2.3.1 同步注浆的演变
2.3.2 浆液的比选
2.4 盾构施工的地表沉降规律
2.5 FLAC/FLAC3D简介
2.5.1 FLAC/FLAC3D发展历程
2.5.2 有限差分求解方法
2.5.3 FLAC3D的求解流程
2.6 FLAC3D在地铁盾构施工中的应用
2.6.1 体积损失控制法的原理
2.6.2 FLAC3D在地铁盾构施工中的应用
2.7 本章小结
3 同步注浆条件下地表沉降规律的数值分析
3.1 郑州地铁三号线双线盾构隧道数值模拟
3.1.1 浆液等代层的设定
3.1.2 盾构机参数
3.1.3 土体计算模型的选取
3.2 盾构掘进的数值模拟结果及分析
3.2.1 单线和双线隧道的沉降差异
3.2.2 不同支护条件下的沉降
3.2.3 不同浆液弹性模量下的沉降
3.2.4 不同注浆压力下的沉降
3.2.5 不同注浆量下的沉降
3.3 本章小结
4 郑州地铁三号线区间工程实例分析
4.1 盾构机的选型
4.2 区间工程及地质水文概况
4.2.1 工程概况
4.2.2 地形地貌
4.2.3 水文地质
4.2.4 不良地质及特殊性岩土
4.3 周边主要建(构)筑物与盾构区间的位置关系
4.4 地表沉降监测方案
4.4.1 布点原则
4.4.2 布点方法
4.4.3 测点编号
4.5 数值模拟与监测数据的对比分析
4.5.1 侧穿二七塔概况
4.5.2 建立模型
4.5.3 模拟结果与监测数据的对比分析
4.6 实测地面沉降结果分析
4.6.1 横向地面沉降
4.6.2 纵向地面沉降
4.7 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Pasternak地基的盾构隧道开挖非连续地下管线的挠曲[J]. 林存刚,黄茂松. 岩土工程学报. 2019(07)
[2]类矩形盾构施工对地下管线影响的模型试验研究[J]. 魏纲,王辰,蔡诗淇,许讯,洪子涵,崔程虹,徐银峰. 岩土工程学报. 2019(08)
[3]主动托换技术在郑州地铁盾构穿越桥梁桩基中的应用[J]. 寇卫锋. 铁道建筑. 2018(11)
[4]隧道盾构施工对邻近管线群位移影响的模型试验研究[J]. 吴跃东,王海涛,王梦恕,苏鹏. 铁道标准设计. 2019(06)
[5]砂卵石地层浅埋盾构隧道开挖面稳定模型试验[J]. 李伟平,李兴,薛亚东,张森,葛嘉诚. 岩土工程学报. 2018(S2)
[6]世界地铁和日本地铁[J]. 苏晓声. 现代城市轨道交通. 2018(09)
[7]壁后注浆对盾构管片及地表变形的影响分析[J]. 沈晨,席培胜,方洁. 赤峰学院学报(自然科学版). 2018(07)
[8]郑州地铁富水砂层盾构下穿河流的沉降分析与应对措施[J]. 白杨. 国防交通工程与技术. 2018(03)
[9]壁后注浆和地表变形的盾构施工数值模拟[J]. 杨记芳. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2018(02)
[10]基于BP神经网络的杭州紫之隧道最大地表沉降预测[J]. 甘鹏路,闫自海,彭加强. 河南科学. 2018(03)
博士论文
[1]地铁隧道施工扰动及其对邻近高速铁路桥桩和线路影响的研究[D]. 刘喆.北京交通大学 2018
硕士论文
[1]地铁地表沉降预测及数据管理方法研究[D]. 徐超.长春工程学院 2019
[2]盾构法隧道近接建筑物施工影响分区及数值模拟分析[D]. 朱江涛.安徽建筑大学 2018
[3]郑州地铁隧道盾构法施工表沉降数值模拟研究[D]. 刘晓波.安徽理工大学 2018
[4]饱和砂土中盾构掘进施工引起的地表变形规律研究[D]. 付振江.郑州大学 2018
[5]软土场地双线隧道土压盾构施工地表沉降规律研究[D]. 曹鲁鹏.哈尔滨工业大学 2017
[6]基于BP神经网络的地铁场地土体参数反分析与支护变形预测[D]. 吴楠.中国地质大学(北京) 2017
[7]盾构隧道壁后注浆体特性及其对地层变形的影响研究[D]. 王鹏.北京交通大学 2016
[8]郑州地铁5号线盾构施工对地表民用建筑沉降影响研究[D]. 刘少楠.河南工业大学 2016
[9]郑州地铁一号线盾构施工对周边环境的影响研究[D]. 刘浩然.河南工业大学 2016
[10]地铁盾构施工对邻近结构物的影响预测与控制方法[D]. 华科.西南交通大学 2008
本文编号：3445594
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题背景
1.2 国内外地铁盾构施工发展概况
1.2.1 国外地铁盾构施工概述
1.2.2 国内地铁盾构施工概述
1.3 郑州市地铁盾构施工的应用情况
1.3.1 郑州市轨道交通发展历史及远景规划
1.3.2 盾构施工在郑州地铁的应用
1.4 主要研究方法
1.4.1 经验公式法
1.4.2 理论分析法
1.4.3 模型实验
1.4.4 人工神经网络法
1.4.5 数值模拟
1.5 主要研究内容及方法
2 盾构施工引起地层沉降特征及注浆浆液比选
2.1 土压平衡盾构法简介
2.2 地表不均匀沉降的盾构事故
2.3 同步注浆的演变及浆液比选
2.3.1 同步注浆的演变
2.3.2 浆液的比选
2.4 盾构施工的地表沉降规律
2.5 FLAC/FLAC3D简介
2.5.1 FLAC/FLAC3D发展历程
2.5.2 有限差分求解方法
2.5.3 FLAC3D的求解流程
2.6 FLAC3D在地铁盾构施工中的应用
2.6.1 体积损失控制法的原理
2.6.2 FLAC3D在地铁盾构施工中的应用
2.7 本章小结
3 同步注浆条件下地表沉降规律的数值分析
3.1 郑州地铁三号线双线盾构隧道数值模拟
3.1.1 浆液等代层的设定
3.1.2 盾构机参数
3.1.3 土体计算模型的选取
3.2 盾构掘进的数值模拟结果及分析
3.2.1 单线和双线隧道的沉降差异
3.2.2 不同支护条件下的沉降
3.2.3 不同浆液弹性模量下的沉降
3.2.4 不同注浆压力下的沉降
3.2.5 不同注浆量下的沉降
3.3 本章小结
4 郑州地铁三号线区间工程实例分析
4.1 盾构机的选型
4.2 区间工程及地质水文概况
4.2.1 工程概况
4.2.2 地形地貌
4.2.3 水文地质
4.2.4 不良地质及特殊性岩土
4.3 周边主要建(构)筑物与盾构区间的位置关系
4.4 地表沉降监测方案
4.4.1 布点原则
4.4.2 布点方法
4.4.3 测点编号
4.5 数值模拟与监测数据的对比分析
4.5.1 侧穿二七塔概况
4.5.2 建立模型
4.5.3 模拟结果与监测数据的对比分析
4.6 实测地面沉降结果分析
4.6.1 横向地面沉降
4.6.2 纵向地面沉降
4.7 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Pasternak地基的盾构隧道开挖非连续地下管线的挠曲[J]. 林存刚,黄茂松. 岩土工程学报. 2019(07)
[2]类矩形盾构施工对地下管线影响的模型试验研究[J]. 魏纲,王辰,蔡诗淇,许讯,洪子涵,崔程虹,徐银峰. 岩土工程学报. 2019(08)
[3]主动托换技术在郑州地铁盾构穿越桥梁桩基中的应用[J]. 寇卫锋. 铁道建筑. 2018(11)
[4]隧道盾构施工对邻近管线群位移影响的模型试验研究[J]. 吴跃东,王海涛,王梦恕,苏鹏. 铁道标准设计. 2019(06)
[5]砂卵石地层浅埋盾构隧道开挖面稳定模型试验[J]. 李伟平,李兴,薛亚东,张森,葛嘉诚. 岩土工程学报. 2018(S2)
[6]世界地铁和日本地铁[J]. 苏晓声. 现代城市轨道交通. 2018(09)
[7]壁后注浆对盾构管片及地表变形的影响分析[J]. 沈晨,席培胜,方洁. 赤峰学院学报(自然科学版). 2018(07)
[8]郑州地铁富水砂层盾构下穿河流的沉降分析与应对措施[J]. 白杨. 国防交通工程与技术. 2018(03)
[9]壁后注浆和地表变形的盾构施工数值模拟[J]. 杨记芳. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2018(02)
[10]基于BP神经网络的杭州紫之隧道最大地表沉降预测[J]. 甘鹏路,闫自海,彭加强. 河南科学. 2018(03)
博士论文
[1]地铁隧道施工扰动及其对邻近高速铁路桥桩和线路影响的研究[D]. 刘喆.北京交通大学 2018
硕士论文
[1]地铁地表沉降预测及数据管理方法研究[D]. 徐超.长春工程学院 2019
[2]盾构法隧道近接建筑物施工影响分区及数值模拟分析[D]. 朱江涛.安徽建筑大学 2018
[3]郑州地铁隧道盾构法施工表沉降数值模拟研究[D]. 刘晓波.安徽理工大学 2018
[4]饱和砂土中盾构掘进施工引起的地表变形规律研究[D]. 付振江.郑州大学 2018
[5]软土场地双线隧道土压盾构施工地表沉降规律研究[D]. 曹鲁鹏.哈尔滨工业大学 2017
[6]基于BP神经网络的地铁场地土体参数反分析与支护变形预测[D]. 吴楠.中国地质大学(北京) 2017
[7]盾构隧道壁后注浆体特性及其对地层变形的影响研究[D]. 王鹏.北京交通大学 2016
[8]郑州地铁5号线盾构施工对地表民用建筑沉降影响研究[D]. 刘少楠.河南工业大学 2016
[9]郑州地铁一号线盾构施工对周边环境的影响研究[D]. 刘浩然.河南工业大学 2016
[10]地铁盾构施工对邻近结构物的影响预测与控制方法[D]. 华科.西南交通大学 2008
本文编号：3445594
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