土压平衡盾构隧道超挖对周围邻近物沉降影响研究

发布时间：2017-07-29 15:02

  本文关键词：土压平衡盾构隧道超挖对周围邻近物沉降影响研究

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【摘要】：盾构法施工已经成为国内外地铁施工的主要工法之一,但由施工引起的地表沉降在盾构施工中不可避免,当沉降量过大时会危及周边建筑物的安全,造成重大经济损失。因此对地铁盾构施工引起的地表沉降和施工方法的研究将十分重要。本文依托长春地铁某号线的具体工程地质和水文条件,对地铁盾构中引起地表沉降的超挖施工因素进行理论分析,并利用FLAC3D有限差分软件建立三维模型进行数据分析,讨论超挖对本地区盾构施工的影响情况,通过分析数据得出以下内容:盾构超挖对周围邻近建筑物具有一定的影响,但其影响效果与超挖量密切相关。利用FLAC3D模拟隧道一次掘进3.6m时匝道路面沉降数值,与实际工程一次掘进3.6m时匝道路面沉降数值对比,两者的数据相差1mm,由此得出利用软件模拟盾构施工是可行的。隧道超挖量是利用其一次性掘进距离来表示。利用软件模拟盾构一次性掘进4.8m、6m、7.2m等距离,得出盾构超挖情况下匝道路面沉降数值最大值依次为-11.2mm、-17.8mm、-26.8mm,而路面控制值为-18mm。分析数据得出,在一定量的超挖情况下对周边建筑物的沉降影响是允许的,但是过大超挖量对周围邻近物的破坏是非常严重。通过软件模拟和实际施工数据比较,得出盾构超挖在长春地区一定工况下具有可行性,但是必须严格控制盾构的超挖量。
【关键词】：盾构隧道 超挖 数值模拟 地表沉降 FLAC3D
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.43
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 研究的背景和意义11-13
• 1.2 研究现状13-18
• 1.2.1 二维平面分析15
• 1.2.2 三维分析15-18
• 1.3 研究内容及研究路线18-20
• 1.3.1 本文各章节主要研究的内容18-19
• 1.3.2 本文的研究路线19-20
• 第二章 盾构施工引起地表沉降的理论分析20-32
• 2.1 土压平衡盾构介绍20-22
• 2.2 盾构施工对周围土层的影响22-27
• 2.2.1 盾构施工过程中的地表沉降原因和机理22-25
• 2.2.2 盾构施工引起地表沉降的影响因素25-27
• 2.3 盾构施工对邻近物的影响分析27-29
• 2.3.1 盾构隧道开挖对邻近物的影响范围27-28
• 2.3.2 盾构隧道施工对邻近物的扰动分析28-29
• 2.4 盾构超挖对土体扰动的理论分析29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 工程概况及盾构隧道施工监测与数据分析32-45
• 3.1 工程概况32-38
• 3.1.1 长春地铁某号线隧道概况32-33
• 3.1.2 工程气候概况33-34
• 3.1.3 工程的地质情况34-36
• 3.1.4 工程的水文情况36-38
• 3.2 施工现场监测方案38-42
• 3.2.1 现场监测方法选择38-41
• 3.2.2 盾构下穿现场监测的布局41-42
• 3.3 实测结果的分析与预测42-44
• 3.3.1 监测数据统计42-43
• 3.3.2 监测成果分析43-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 土压平衡盾构超挖施工数值模拟45-62
• 4.1 FLAC3D简介45-46
• 4.2 计算模型的建立46-50
• 4.2.1 计算模型及边界条件47
• 4.2.2 材料参数47-48
• 4.2.3 活荷载的施加48-49
• 4.2.4 初始地应力的模拟49-50
• 4.3 盾构隧道施工模拟50-61
• 4.3.1 模拟结果分析50-59
• 4.3.2 模拟结果的对比分析59-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 盾构隧道施工对邻近物的控制研究62-68
• 5.1 控制措施62-65
• 5.1.1 主动控制63-64
• 5.1.2 被动控制措施64-65
• 5.2 本工程的控制措施65-67
• 5.2.1 工程控制方法65-66
• 5.2.2 工程控制参数66-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第六章 结论与展望68-70
• 6.1 本文主要的结论68-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文73-74
• 致谢74

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