地铁隧道施工对地下管线变形的影响研究

发布时间：2019-08-19 07:50

【摘要】：摘要：地下空间的开发和利用是现代城市建设的发展趋势,但与之伴随的施工扰动对周围环境的影响也日益严重。城市地铁隧道的开挖可能损坏上部土体中埋设的既有管线,如何保证其安全是地铁施工中必须考虑的问题。地铁隧道施工对周围地下管线的影响问题是地铁建设中的一项亟待解决的难题,也是城市环境保护问题的重要内容,对本课题进行研究有一定的理论意义,对于工程实践有重要的实用价值。本文的主要研究内容如下： (1)基于Winkler弹性地基梁理论,分别针对管线与隧道平行、垂直及斜交的空间位置关系,分析了刚性管线和柔性管线位于隧道正上方时的变形及内力,并给出了一般计算公式。 (2)利用ANSYS有限元分析软件,模拟隧道开挖对刚性地下管线的影响,充分考虑了土质、管线参数及隧道施工参数等因素,分析了地下管线在不同因素影响下的沉降变化规律。计算结果表明,管线本身参数(除管材、直径外)对其沉降的影响相对较小,而土质及隧道施工参数对管线沉降的影响较为显著,应当予以重视。 (3)柔性管线安全评价应包括施工前预评价和施工中评价。针对单线隧道和双线隧道分别在管线与隧道走向垂直和平行的四种不同情形进行分析,先以管线接头转角为控制指标,进行施工前预评价；再以管线沉降为控制指标,进行施工中评价。然后基于对几个不利因素的影响分析,利用增大系数Ki来对柔性管线的安全评价公式进行修正。最后通过对具体工程实例进行安全评价,证明了此安全评价方法的实用性。 (4)对现有的刚性管线破坏控制标准进行分析,由于管—土—隧道相互作用的复杂性,现有工程实践中提出的沉降控制值偏于保守,无法就实际情况提出具体的沉降控制值。然后针对刚性管线进行沉降控制值计算的理论分析,得出沉降控制值的解析解。最后对工程实际算例进行计算分析,得出具体的管线沉降控制值。分析表明,工程实际中应针对实际隧道施工情况和管线详细参数,计算确定管线的沉降控制标准。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U231.3;U172

【参考文献】

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本文编号：2528099