宁波城市轨道盾构法施工邻近构筑物沉降控制技术研究

发布时间：2019-11-30 03:52

【摘要】：盾构法是指利用盾构在软质地基或破碎岩层中进行隧道开挖，其施工阶段与后期引发的地层位移是造成地面沉降及邻近构（建）筑物产生变形甚至损害的主要原因。常规的控制标准偏重于施工区域的地面沉降控制，对于周边建筑物的考虑并不全面，有时仅用最大沉降量与最大倾斜量来评定建筑物的受损程度。如何完善已有沉降变形控制标准并采取有效的沉降控制措施是一个很重要的问题，具有实际的工程意义。本文以宁波市轨道交通1号线和2号线一期工程的盾构区间为工程背景，对在建和已建的五个区间的地质水文条件、环境条件、隧道平纵断面线路设计、盾构施工参数以及地表沉降和建筑物变形的监测资料等进行整理分析，针对宁波地区盾构法施工沉降控制标准及控制措施进行研究讨论。论文的主要工作有： ①整理并归纳前人的研究理论，分析地表沉降与建筑物的变形机理、影响因素、沉降变形规律以及国内外实际工程中的沉降控制标准和控制措施，并进行评价； ②研究大量工程实测资料，分析宁波盾构区间地表及建筑物沉降变形的规律及影响因素； ③利用有限元分析软件ANSYS模拟不同工况下的隧道开挖对邻近建筑物基础的影响，考虑隧道上覆土层条件、基础与隧道水平净距、基础类型等因素对沉降结果的影响；运用有限差分软件FLAC3D模拟盾构开挖过程对2x2群桩基础的影响； ④在大量实测资料分析与有限元数值模拟的基础上，提出宁波轨道交通盾构法施工区间地表及建筑物的沉降变形控制标准建议值，并进一步对各种沉降控制措施进行探讨。论文所得主要结论如下： ①实测隧道正上方地表监测点的累计沉降时程曲线并不完全符合理论规律，即沉降规律并不单一；沉降初期的曲线并不呈正态分布，而是在盾构通过断面后逐步发展成为正态分布曲线。 ②盾构单线推进时的建筑物沉降规律与地表有所差异，但总体上呈下降趋势，在后期的沉降趋于稳定；双线通过后，二次施工明显加大了建筑物靠近隧道一侧的竖向位移，导致建筑物的横向与纵向的倾斜变化有很大差异。 ③实际工程中，地表与建筑物沉降变形的影响因素并不是单一的，沉降变形往往在多种因素的综合作用下产生；研究手段主要依赖与数值模拟或模型试验，实际工程中单一影响因素作用并不明显。 ④盾构穿越群桩基础的数值模拟表明：地面沉降槽为正态分布曲线，同peck公式类似；桩基础的存在限制了周围一定范围内的地层位移；隧道开挖过程中不同位置处的桩基有着不同的响应。 ⑤提出宁波轨道交通地面及建筑物沉降变形控制标准建议值，并结合工程实际，将盾构施工控制措施分为主动控制措施与被动控制措施，提出了具体的方案与补强加固措施。
【图文】：

示意图,角变量,示意图,损害形式

位移、沉降、建筑物倾斜等进行研究，对控制盾构有效措施的研究较少。工的沉降损害及控制标准研究工所引起的地表损害形式主要有：地表沉降、地表而地表建筑物损害形式及损害程度与建筑物的基础，以及地表的变形性质和大小有关。 MacDonald（1956）[12]对隧道周边 98 个建筑物的变将结构受损情况和观测得到的角变量（如图 1.1）过 1/300 时框架结构房屋的填充墙可能会出线裂缝发生结构性破坏，并建议取 1/500 作为结构物出线裂

示意图,最大挠度,示意图

图 1.2 最大挠度比定义示意图996）[16]认为对不同的结构形式应采用不同的分析方法 Burland 类似，而对框架结构的方法则是：取一榀框架发生轴向变形和刚体转动、不发生弯曲变形，框架梁假设墙体与框架梁变形一致，，墙体被框架柱限值而发剪应变和水平拉应变得到主拉应变p ，进而通过墙体受损情况。air（2010）[17]通过离心模型试验研究得到的结果同现比原地面沉降平缓，且房屋水平位移不仅远小于原地一定深度下土体的水平位移。藤延京等（2006）[40]结合北京地铁十号线工程实例，物的一系列评价方法，采用数值模拟方法讨论了该建。（2007）[41]采用数值模拟分析研究了武汉长江隧道施果显示差异沉降是建筑物应力变化的主要影响因素，
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U455.43

【参考文献】