地铁盾构隧道下穿人行通道施工技术研究

发布时间：2020-08-04 14:44

【摘要】：近年来,城市地下空间开发和利用日益成为关注的热点。我国各个城市的地质条件差异大,在盾构掘进过程中,隧道所遇到的岩土工程问题也截然不同。软土地层城市中地下工程的施工对周边既有建筑物和地下建筑物的扰动影响是制约和控制设计和施工的重要因素。在一些软土地层,盾构法施工引起周围建筑物的沉降、公共设施的破坏已经引人们的极大关注。本文依托厦门市本岛至翔安过海通道工程五缘湾站~会展中心站区间隧道下穿人行通道工程,综述国内外盾构隧道掘进的理论研究现状,对土压平衡盾构掘进进行了重点论述,并对土压平衡盾构下穿人行通道施工过程借助有限元软件ANSYS所建立的数值模型,研究隧道不同埋深以及所处地层变化情况下,采用先开挖左洞后开挖右洞、先开挖右洞后开挖左洞以及左右洞同时开挖的开挖方法下穿人行通道开挖时对人行通道位移及地表沉降的影响规律,得到如下研究成果:(1)当隧道埋深大于2.6倍时,隧道下穿段未同时施工时,人行通道Y方向位移呈现出“跷跷板”效应,当隧道埋深小于2.6倍时,“跷跷板”效应消失。(2)不管是采用先开挖左洞后开挖右洞,还是先开挖右洞后开挖左洞的方案,对人行通道X及Z方向位移影响均较小。(3)随着隧道埋深的增加,人行通道Y方向位移均呈减小趋势,先右后左开挖方法产生的位移较大。(4)当隧道埋深大于2.6倍时,地表沉降变化斜率为正值;当隧道埋深小于2.6倍时,地表沉降变化斜率为负值。(5)当左右洞分别开挖时,引起各自上方地表沉降变化的斜率是基本一致的,即先开挖左洞时引起左洞上方地表沉降和先开挖右边时引起左洞上方地表沉降的变化速率时一样的。(6)当隧道所处地层围岩级别由V级变化到IV级时,不管是采用先开挖左洞后开挖右洞,还是先开挖右洞后开挖左洞的工序,人行通道Y方向位移均减小约25%,X、Z方向位移相差不大,地表沉降变化斜率均减小约70%。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U455.43;U231.3
【图文】：

土压平衡盾构,工作原理图,盾构机

对刀盘转速和螺旋输送机进行调整来控制整个过程维持土压平衡的目的。因此，在盾构机掘进过程中要顶进推力的参数设定决定着盾构机千斤顶的布置方起决定性作用，而且对盾尾管片的厚度有一定的影衡盾构的工作原理盾构机是集机电、力学等系统的综合体系。为研究盾的作用关系，主要分析土压平衡盾构机的开挖系统隔板、刀盘以及注浆系统。盾构机在工作过程中利用并将切削下来的土体运送到土仓室。然后，在盾构机进加压，将压力均匀作用在整个施上掌子面确保施送机在输送开挖土体过程中，要确保排出土量与盾构相对平衡的状态，才能不打破土仓内原有的土压力构稳定推进的范围内。盾构机土仓壁上安置有土压传量，土仓压力发生变化可以通过盾构机控制系统对推控制[40]。如图 2-1 所示。

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图 2- 2 盾构掘进时千斤顶所受荷载示意图千斤顶的推力，N；外壳摩擦力，N；自重产生的摩擦阻力，N；推进时的正面阻力，N；仓隔板受到的土压力，N；盘面板的抵抗阻力，N；仓内土体和土仓内壁的移动摩擦阻力，N；覆土厚度，m；开挖直径，m；机直径，m；机自重，N；机外壳长度，m。尾管片的摩擦阻力和盾构转向阻力的情况下，可将盾

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图 2- 3 土压力模型及计算示意图水的影响下，假定地层为单一土性。通常，区域内受到的竖直土压均为 PC，即PHc 度，kN/m3。的地层反作用力包括两部分，一部分为地层土压力大小相等，另一部分为盾构机自重产的反作用力强度为 Pg，则RLWPg 2 平作用土压力的平均强度 qe为)2q(DKPee 压力系数， K 1 sin

【参考文献】