临近（交叉）隧道施工对地表沉降影响

发布时间：2017-07-31 20:19

  本文关键词：临近（交叉）隧道施工对地表沉降影响

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【摘要】：全国范围的地铁大量修建一定会导致地铁线路之间的互相交错以及站点之间换乘的情况出现,引发车站以及不同线路之间相互穿插的问题,地下隧道的间距越来越近,同时线路也会越来越多。并且在城市中一些建筑物密集地段,由于地下存在大量燃气管线,电力管线以及通信线路,也会导致地铁的线路设计所要考虑的因素越来越多,设计要求在今后将会越来越高。本文以合肥市高铁南站5号线下穿1号线交叉隧道盾构施工工程为背景,其中重叠区域5号线隧道和1号线左线区间隧道的相对关系具体为1号线左线与5号线左、右线斜交,1号线位于上方,两条线中间夹土层最小厚度约3.276m。通过此工程对临近交叉隧道施工对地表沉降的问题进行研究。通过数值模拟的方法运用Midas/gts软件进行数值模拟,通过“钝化”以及“激活”模拟隧道施工中的土体开挖计算讨论不同的盾尾注浆,不同的施工顺序状态下以及各种覆土厚度的情况地表沉降的规律得出以下结论:(1)开挖方式相同的情况下,隧道上方覆土厚度越薄,地表最大沉降的数值也就越大。相同的隧道开挖半径,横断面地表沉降影响范围随覆土的深度增加而增加。在相同的隧道开挖半径情况下,地表的最大沉降量随着覆土的厚度增大而减小。(2)先施工下方隧道再施工上方隧道对地表的沉降要小于先施工下方隧道再施工上放隧道的沉降值,先下后上要优于先上后下。(3)在施工顺序一样的情况下对隧道进行注浆加固,等代层的注浆强度越高,造成沉降的数值也就越小。但是不同的注浆强度对于地表的横向沉降位移影响非常小。而且等代层厚度和地表最大沉降也有很密切的联系,等代层厚度越小,地表的沉降就越来越大;等代层厚度越大,沉降也就越来越小。(4)有限元数值模拟更加方便,更贴近现实情况,经验公式没有那么灵活。
【关键词】：交叉隧道 Midas模拟 地表沉降
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U456.3;P642.26
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景和意义14-15
• 1.1.1 研究背景14
• 1.1.2 研究意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-17
• 1.3 目前存在的问题17-18
• 1.4 研究内容以及方法18-20
• 1.4.1 研究内容18
• 1.4.2 研究方法18-20
• 第二章 盾构隧道近接交叉施工基本理论20-39
• 2.1 盾构隧道交叉施工邻近度的划分20
• 2.2 盾构隧道近接交叉隧道原理20-25
• 2.2.1 初始地应力场21
• 2.2.2 自重应力场21-22
• 2.2.3 构造应力场22-25
• 2.3 隧道开挖后的应力状态25-27
• 2.4 盾构隧道近接交叉施工的影响机理27-32
• 2.4.1 时间效应28-30
• 2.4.2 空间效应30-32
• 2.5 盾构施工对土层的扰动机理32-34
• 2.6 隧道盾构引起的变形34-38
• 2.6.1 隧道盾构引起的横向变形34-35
• 2.6.2 隧道盾构引起地表纵向变形35-38
• 本章小结38-39
• 第三章 交叉隧道施工模拟39-62
• 3.1 Midas/gts基本介绍39-40
• 3.1.1 Midas/gts的特点39
• 3.1.2 Midas/GTS的组成以及操作过程39-40
• 3.2 岩土工程问题以及力学特性40-41
• 3.3 开挖数值模拟方法41-46
• 3.3.1 屈服准则42-44
• 3.3.2 流动法则44
• 3.3.3 隧道施工过程有限元分析原理44-45
• 3.3.4 隧道开挖模拟（卸荷）方法45-46
• 3.4 工程概况46-48
• 3.4.1 主要结构形式47
• 3.4.2 隧道平、纵断面设计47
• 3.4.3 盾构重叠区域工程地质47-48
• 3.4.4 管片相关参数48
• 3.5 数值模拟48-61
• 3.5.1 计算假定48-49
• 3.5.2 网格划分49
• 3.5.3 主要计算步骤49-50
• 3.5.4 计算结果与分析50-61
• 本章小结61-62
• 第四章 交叉隧道地表沉降监测数据分析62-67
• 4.1 工程概况62
• 4.1.1 工程地质及水文地质概况62
• 4.2 监测方案62-64
• 4.2.1 监测目的62-63
• 4.2.2 监测项目63
• 4.2.3 监测点的布设与埋置63-64
• 4.3 监测结果与经验公式比较分析64-67
• 第五章 结论与展望67-69
• 5.1 结论67-68
• 5.2 展望68-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73
• 作者简介及读研期间主要科研成果73

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本文编号：600982