盾构法施工在不同隧道间距下对土体变形的影响
发布时间：2021-11-18 08:48
随着我国经济社会发展,城市建设发展日新月异,基础设施建设日趋完善,人民生活水平稳步提升,越来越多的人口流向城市。地下交通的建设与发展是缓解地面交通拥堵、土地资源匮乏等问题的主要方法。本文以北京地铁19号线08标段新发地站草桥盾构区间为背景,在实际工况基础上建立1.5倍、1.8倍、2.0倍洞径隧道间距的三种模型,在单线先后开挖及双线同时开挖两种工况下进行模拟,得出如下结论:（1）左线开挖时,盾构单线施工对土层扰动较小,土体变形集中在开挖隧道顶部以及底部土层,变形区域由拱顶向地表扩散分布,在地表形成沿左线拱顶上方分布的沉降槽;当左线开挖结束,右线开挖进行,双线之间相互影响导致土体强度弱化,左右线间土体的扰动相互累积,变形出现叠加。（2）单线先后开挖时,1.5倍与1.8倍洞径间距开挖会形成左右线集中于左线DB‐0X‐04沿线附近上方的土体变形,表现为单峰沉降槽曲线;2.0倍洞径间距开挖会形成集中于左右线拱顶上方附近土体的变形,表现为双峰沉降槽曲线。（3）双线同时掘进时,土体变形由左右线拱顶拱脚处向上下扩散,集中分布于左右线之间中线上下方;土体扰动范围更广,土体变形以两隧...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地下空间开发利用过去的十九、二十世纪是地面交通、高层建筑发展的世纪，在过去两百年里
2量最高达1327.46万人次；上海轨道交通共开通线路15条，上海轨道交通全网络运营线路总长673公里，车站数395座，换乘车站53，日均客运量在1,000万人次以上，年总客运量达到约37亿人次。目前，除北京上海外，其他一线、新一线以及其他省会城市均在大力修建地下铁路，以缓解地面交通的压力。对于地下空间的开发与建设，涉及最多的还是地下铁路、隧道的建设。目前而言隧道施工最常用的方法是盾构法（见图1-2）。盾构法施工(ShieldMethod)是暗挖施工中一种机械施工方式，它是将盾构在土层中推进，通过盾构机体外壳和衬砌管片支承四周土体或围岩防止发生隧道内部的坍塌，与此同时在隧道开挖面前用一种切削装置来开挖土体，通过内置的出土机械将土运出洞外，依靠千斤顶或其他装置在后部进行加压顶进，同时进行预制混凝土管片拼装，进而拼接形成隧道的机械施工方法[17]。图1-2盾构机地下空间的开发与发展尤其是地下铁路、隧道的建设在加强城市功能、改善城市生活环境，实现城市集约化和可持续发展已经发挥越来越重要的作用，而盾构法作为其主要施工方法，分析其对周围土体的扰动作用具有重要的意义。1.2国内外研究现状早在20世纪初，世界上第一台盾构机在英国面世之后，盾构法施工对土层产生的扰动就已经引起人们的关注。大量国内外的专家及学者在之前有过大量研
3究，主要方法有：经验公式法、数值模拟法、模型试验法以及现场实验法。为更好展开研究，本文现对以上四种方法加以简述。1.2.1经验公式法 1969年，美国教授Peck在对大量地表沉降数据及工程资料进行分析之后，提出隧道施工沉降变形在空间上表现为随开挖其沉降槽不断向前推进，沉降槽曲线表现为近似正态分布的曲线（见图1‐3）。认为地层沉降主要是由地层损失所引起的，并假定地层开挖不排水的条件下，地层损失及地表沉降槽的体积大校Sx=Sexp[]（1）S=√（2）i=√°/（3）Sx-隧道中线水平距离x处的沉降值（m）S-沉降槽影响范围内地面沉降最大值（m）i‐代表隧道中线与沉降曲线拐点处距离，称其为沉降槽宽度系数（m）R‐隧道掘进半径（m）；η‐表示地层的损失率；Z‐代表隧道中心深度（m）φ-是指土体内摩擦角（°）图1-3沉降槽曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]盾构隧道在可液化场地中的地震响应分析[J]. 朱彤,王睿,张建民. 岩土工程学报. 2019(S1)
[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]基于Peck公式的双线盾构隧道地表沉降规律[J]. 宫亚峰,王博,魏海斌,何自珩,何钰龙,申杨凡. 吉林大学学报(工学版). 2018(05)
[4]双线盾构施工引起地表及建筑物沉降规律研究[J]. 李超人,周传波,陈东,蔡佳愿,蒋楠. 城市轨道交通研究. 2017(06)
[5]盾构隧道施工引起地表沉降的Peck公式预测方法修正[J]. 江杰,李弈杉,卢鹏,欧孝夺,容继盘. 广西大学学报(自然科学版). 2017(01)
[6]北京地区浅埋隧道开挖引起地表沉降的研究[J]. 杨子奇,葛克水,李皓. 地下空间与工程学报. 2016(S1)
[7]Peck及其修正公式在类矩形隧道施工地表沉降预测中的应用[J]. 张付林,寇晓勇,黄俊. 现代隧道技术. 2016(S1)
[8]盾构隧道下穿引起浅基础变形的有限元分析[J]. 车风,宫全美. 华东交通大学学报. 2015(06)
[9]盾构机行业发展状况及设备润滑方案[J]. 陈惠卿,刘卜瑜. 石油商技. 2015(04)
[10]浅埋暗挖地铁区间变形稳定性分析[J]. 冀少鹏,葛克水,陈松,米阳. 新型工业化. 2015(07)
硕士论文
[1]双线平行盾构隧道开挖对土体地表沉降规律影响研究[D]. 查万理.天津大学 2017
[2]盾构施工引起地层变形的机理与数值模拟研究[D]. 张建毅.中国矿业大学 2015
[3]地铁隧道盾构施工引起土体附加应力及地表沉降研究[D]. 彭诚.中南大学 2014
本文编号：3502590
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地下空间开发利用过去的十九、二十世纪是地面交通、高层建筑发展的世纪，在过去两百年里
2量最高达1327.46万人次；上海轨道交通共开通线路15条，上海轨道交通全网络运营线路总长673公里，车站数395座，换乘车站53，日均客运量在1,000万人次以上，年总客运量达到约37亿人次。目前，除北京上海外，其他一线、新一线以及其他省会城市均在大力修建地下铁路，以缓解地面交通的压力。对于地下空间的开发与建设，涉及最多的还是地下铁路、隧道的建设。目前而言隧道施工最常用的方法是盾构法（见图1-2）。盾构法施工(ShieldMethod)是暗挖施工中一种机械施工方式，它是将盾构在土层中推进，通过盾构机体外壳和衬砌管片支承四周土体或围岩防止发生隧道内部的坍塌，与此同时在隧道开挖面前用一种切削装置来开挖土体，通过内置的出土机械将土运出洞外，依靠千斤顶或其他装置在后部进行加压顶进，同时进行预制混凝土管片拼装，进而拼接形成隧道的机械施工方法[17]。图1-2盾构机地下空间的开发与发展尤其是地下铁路、隧道的建设在加强城市功能、改善城市生活环境，实现城市集约化和可持续发展已经发挥越来越重要的作用，而盾构法作为其主要施工方法，分析其对周围土体的扰动作用具有重要的意义。1.2国内外研究现状早在20世纪初，世界上第一台盾构机在英国面世之后，盾构法施工对土层产生的扰动就已经引起人们的关注。大量国内外的专家及学者在之前有过大量研
3究，主要方法有：经验公式法、数值模拟法、模型试验法以及现场实验法。为更好展开研究，本文现对以上四种方法加以简述。1.2.1经验公式法 1969年，美国教授Peck在对大量地表沉降数据及工程资料进行分析之后，提出隧道施工沉降变形在空间上表现为随开挖其沉降槽不断向前推进，沉降槽曲线表现为近似正态分布的曲线（见图1‐3）。认为地层沉降主要是由地层损失所引起的，并假定地层开挖不排水的条件下，地层损失及地表沉降槽的体积大校Sx=Sexp[]（1）S=√（2）i=√°/（3）Sx-隧道中线水平距离x处的沉降值（m）S-沉降槽影响范围内地面沉降最大值（m）i‐代表隧道中线与沉降曲线拐点处距离，称其为沉降槽宽度系数（m）R‐隧道掘进半径（m）；η‐表示地层的损失率；Z‐代表隧道中心深度（m）φ-是指土体内摩擦角（°）图1-3沉降槽曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]盾构隧道在可液化场地中的地震响应分析[J]. 朱彤,王睿,张建民. 岩土工程学报. 2019(S1)
[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]基于Peck公式的双线盾构隧道地表沉降规律[J]. 宫亚峰,王博,魏海斌,何自珩,何钰龙,申杨凡. 吉林大学学报(工学版). 2018(05)
[4]双线盾构施工引起地表及建筑物沉降规律研究[J]. 李超人,周传波,陈东,蔡佳愿,蒋楠. 城市轨道交通研究. 2017(06)
[5]盾构隧道施工引起地表沉降的Peck公式预测方法修正[J]. 江杰,李弈杉,卢鹏,欧孝夺,容继盘. 广西大学学报(自然科学版). 2017(01)
[6]北京地区浅埋隧道开挖引起地表沉降的研究[J]. 杨子奇,葛克水,李皓. 地下空间与工程学报. 2016(S1)
[7]Peck及其修正公式在类矩形隧道施工地表沉降预测中的应用[J]. 张付林,寇晓勇,黄俊. 现代隧道技术. 2016(S1)
[8]盾构隧道下穿引起浅基础变形的有限元分析[J]. 车风,宫全美. 华东交通大学学报. 2015(06)
[9]盾构机行业发展状况及设备润滑方案[J]. 陈惠卿,刘卜瑜. 石油商技. 2015(04)
[10]浅埋暗挖地铁区间变形稳定性分析[J]. 冀少鹏,葛克水,陈松,米阳. 新型工业化. 2015(07)
硕士论文
[1]双线平行盾构隧道开挖对土体地表沉降规律影响研究[D]. 查万理.天津大学 2017
[2]盾构施工引起地层变形的机理与数值模拟研究[D]. 张建毅.中国矿业大学 2015
[3]地铁隧道盾构施工引起土体附加应力及地表沉降研究[D]. 彭诚.中南大学 2014
本文编号：3502590
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