回填土中隧道开挖沉降控制技术研究

发布时间：2020-10-22 03:40

　　 地下空间工程的开发和利用成为城市交通发展的有效解决途径,本文以重庆市轨道交通环线四公里~海峡路区间回填土段隧道施工中沉降控制技术为研究对象,通过搜集既有资料,现场调查分析,室内试验所得的该段回填土及注浆后围岩土体的力学特性;采用数值模拟分析方法,首先分析了该段回填土隧道围岩及地面随着施工工序的变形及应力变化规律,发现围岩中的应力及变形都较大,会导致隧道围岩失稳,地面开裂;为此提出了采用注浆技术来加固围岩,降低围岩和地面的沉降,进而分析和讨论了不同注浆厚度对隧道围岩及地面变形及初期支护应力的影响,从而提出了适合本工程的围岩注浆厚度;在此基础上进一步探讨了围岩和初期支护释放荷载比例对隧道围岩变形及支护结构应力的影响规律,提出控制该段回填土隧道围岩和地面沉降的综合施工方案的主要参数(注浆厚度和释放荷载比例)的控制值,通过现场监测表明,理论计算正确,围岩及地面沉降得到有效控制。论文主要研究内容和成果如下:1.查阅地质勘察资料,掌握回填土隧道的地形地貌、地质构造和水文条件及围岩物理参数。现场回填土(含试验注浆土)取样,通过室内试验分别得到回填土及注浆后围岩土体的力学特性(应力应变)曲线。2.利用数值分析软件MIDAS GTS NX模拟隧道施工工况,预测了回填土隧道围岩变形及初期支护应力及地面随着开挖进度的变化规律,得到回填土隧道的拱顶沉降、水平净空收敛及路面沉降累计值,围岩变形会导致隧道围岩失稳,地面开裂;提出该段回填土的注浆加固措施。3.论文计算分析了不同注浆厚度对该段隧道的围岩变形及初期支护应力、地面沉降的影响,通过对比分析,在安全可靠和经济合理的基础上确定了该段回填土隧道的注浆厚度。4.论文进一步讨论分析了围岩和初期支护释放荷载的比例对隧道的围岩变形及初期支护应力的影响,确定了本隧道围岩和初期支护释放荷载的比例。5.通过不同(注浆厚度、围岩和初支释放荷载的比例)方案对比分析,确定了实施方案,通过现场监测表明,理论计算正确,围岩及地面沉降得到有效控制。
【学位单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U455.4
【部分图文】：

重庆轨道交通环线四公里～南湖站区间地铁隧道，里程为 K37+386～K35+7长度为 1608m，区间隧道沿海峡路大致呈东西走向，沿线主要有南七路高架 0#台、四公里立交匝道、四公里 48#挡墙、南湖路跨线桥桥台以及部分其他建筑物隧道穿过回填土里程为 K36+129～K36+169，位置位于原始地貌沟谷地带，沟谷带呈 U 型断面形式，沟谷最大埋深 23.04 米，隧道穿过沟谷回填土段 30.02 米回填土隧道采用单洞双线设计，隧道采用 D1 型复合型衬砌结构，初期支护采C25 湿喷早强混凝土和工 22 号工字钢，并采用 200×200mm 钢筋网，钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于 20mm。结构防水等级为二级，采用结构自防水及于初支护与二次衬砌之间全环铺设柔性防水隔离层。二次衬砌采用 C40 防水混凝土其抗渗标号不小于 P10。隧道上方覆土 22.58～23.04 米，最大开挖截面跨度16.2m，为浅埋隧道。隧道轨道设计时速为 100Km/h，其轨道设计高程为 223.952223.537m。2000 年左右因修建海峡路，对沟谷地带进行堆填。截至目前，填土本已经渡过沉降固结阶段。根据勘察资料[30]，场地内土层分布较稳定。如图 2和 2-2 所示。

图 2-2 隧道纵断面图工程地质1 自然地理.行政区别庆轨道交通环线四公里～海峡路区间位于海峡路沿线及四公里立交附市南岸区管辖，有海峡路、江南大道和四公里立交匝道等城市主干道量大。.气候气象条件查区内的气候特征具有空气湿润，春旱夏长，秋雨连绵的特点，年无左右。该地质勘查区多年平均气温18.3℃，月平均最高气温是8月份2最低气温在 1 月为 5.7℃，日最高气温 43.0℃，日最低温度-1.8℃；水量1082.6mm左右，降水多集中在5~9月，其降水量最高达746.1mm左均日最大降水量 122.9mm，日降水量大于 25mm 以上的大暴雨日数占全

2.2.3 地质构造拟建场地在构造上位于重庆向斜东翼，岩层呈单斜状构造，岩层倾向 270°～290°，以 280°为主，倾角 8°～12°，区内无区域性断层通过，地质构造条件简单。经调查，沿线岩层中主要发育两组构造裂隙：J1：倾向 190°～220°，以 205°为主，局部有翻转现象，倾角 60°～80°，以 70°为主，间距 0.5～5m，裂隙部分张开 1～2mm，局部有粘性土充填，延伸 1～5m，主要出现于砂岩层中，为硬性结构面，结合差。J2：倾向 90°～120°，以 105°为主，倾角 40°～70°，以 55°为主，间距 0.5～3m，裂隙面平直，裂面张开 1～3mm，延伸 5～10m，偶有泥膜或方解石充填，结合差。J1 与 J2 裂隙为共轭“X”裂隙，均为硬性结构面，结合差。
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 孙喆;;城市交通公平研究综述[J];国际城市规划;2015年02期

2 孙万虎;;埋偏压软弱围岩隧道施工技术[J];建筑;2015年02期

3 王如义;刘崇耀;;城市交通拥堵的系统动力结构分析[J];物流科技;2014年08期

4 程盼;邹金锋;罗恒;罗伟;赵炼恒;;松散填土层中注浆效果检测方法试验研究[J];中南大学学报(自然科学版);2013年09期

5 董倩;孔凡林;赵宝云;;城市隧道穿越填方地带数值模拟及沉降控制研究[J];公路工程;2013年04期

6 孙玉永;周顺华;肖红菊;王明芳;;管棚法应用于软土地层的稳定性分析[J];岩石力学与工程学报;2013年S2期

7 罗彦斌;陈建勋;;软弱围岩隧道锁脚锚杆受力特性及其力学计算模型[J];岩土工程学报;2013年08期

8 叶浪;;我国地铁现状及发展的必要性研究[J];才智;2013年03期

9 左乾坤;李天斌;孟陆波;郑永雄;;隧道钢拱架支护结构受力特征的数值模拟分析[J];中外公路;2011年04期

10 关宝树;;软弱围岩隧道变形及其控制技术[J];隧道建设;2011年01期

相关博士学位论文 前1条

1 肖同刚;隧道软弱围岩—支护系统安全性分析评价及其工程应用[D];同济大学;2007年

相关硕士学位论文 前6条

1 张慧君;基于VS与GIS的矿山边坡安全监测系统开发研究[D];合肥工业大学;2013年

2 许光磊;软弱围岩隧道不同开挖方法施工力学响应数值模拟[D];重庆交通大学;2012年

3 高晓培;WSS注浆预加固技术在黄土地铁隧道中的应用研究[D];长安大学;2011年

4 许彬;复杂地质隧道结构安全监测关键技术研究[D];长安大学;2009年

5 黄兴华;软弱围岩条件下的浅埋隧道施工研究[D];湖南大学;2009年

6 周学良;隧道围岩变形监测与围岩参数的反演分析[D];合肥工业大学;2007年

本文编号：2851041