洞桩法车站下穿既有管线的地层及结构变位规律研究

发布时间：2020-10-24 20:17

　　 近年来,随着地下空间的不断开发与利用,地铁隧道、车站以及各种市政隧道越来越普遍。而城市地下分布着大量的地下管线,例如电力沟、上水管、燃气管等,新建的隧道或车站不可避免的会下穿这些管线,而在施工过程中势必会对这些既有管线产生扰动,造成管线和地层产生变形。随着地铁隧道和各类型的市政隧洞的大力建设,PBA工法施工的车站越来越多。在PBA工法工程中,新建车站下穿或者侧穿既有管线对其沉降、位移的影响非常大,因此,研究PBA车站下穿施工对既有管线的影响具有重要工程意义。本文主要研究工作与成果如下:(1)通过搜集案例,总结当前国内PBA工法施做的车站对既有管线以及土体表层沉降变形规律。采用数值模拟的方法对已建黄庄,站进行分析,观察地表和管线的沉降值,并与海淀黄庄站上方地表和管线沉降实测数据进行对比分析,验证模型建立和参数选取的可靠性。(2)新建北太平庄站同黄庄站工况类似,也是采用PBA工法进行车站施工,车站上方存在多条管线,参照黄庄站的建模方法、基本假定和参数选择等建立北太平庄站的数值模型,模拟车站开挖对既有管线的影响,通过设置不同的工况,研究不同埋深、不同水平位置、不同管线直径和管线与车站轴线不同夹角时,车站施工对管线和地表的影响。(3)在车站施工过程中对既有管线沉降的影响因素很多,本文后续采用了灰色预测模型,对各因素对地表沉降、管线沉降和管线内力的影响采用单一因素法进行分析,运用数学知识改进其中的参数,使其预测精度更加精准。(4)在以上基础上推算出各种工况下车站开挖对地层和既有管线的影响,为北太平庄车站施工提供参考,并对其建设提出改进措施。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U456.3;U231.3
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 隧道施工引起地层变形的计算方法
        1.3.2 下穿施工的研究现状
    1.4 本文的主要研究内容
    1.5 技术难点与技术路线
        1.5.1 技术难点
        1.5.2 技术路线
2 黄庄站实测沉降与数值模拟验证分析
    2.1 黄庄站实测沉降
        2.1.1 黄庄站工程概况
        2.1.2 沉降监测
    2.2 黄庄站数值模拟
        2.2.1 FLAC简介
        2.2.2 模型建立
        2.2.3 沉降分析
    2.3 监测数据和数值模拟数值对比
    2.4 本章小结
3 新建北太平庄站管线变形规律分析
    3.1 北太平庄站工程概况
        3.1.1 工程简介
        3.1.2 工程地质
        3.1.3 水文地质
        3.1.4 工程设计
    3.2 建立模型
    3.3 工况设置
    3.4 结果分析
        3.4.1 不同埋深时既有管线的变形与受力分析
        3.4.2 不同水平位置时既有管线的变形与受力分析
        3.4.3 不同管线直径时既有管线的变形与受力分析
        3.4.4 管线与车站轴线不同夹角时既有管线的变形与受力分析
    3.5 本章小结
4 基于北太平庄站数值模拟的GM（1,1）灰色智能预测模型建立
    4.1 灰色预测模型
        4.1.1 灰色系列算子
        4.1.2 GM（1,1）模型的原理
        4.1.3 GM（1,1）模型的三大检验方法
    4.2 基于GM（1,1）模型预测管线埋深对沉降影响
        4.2.1 埋深对地表沉降的影响预测
        4.2.2 埋深对管线沉降的影响预测
        4.2.3 埋深对管线内力的影响预测
    4.3 基于GM（1,1）模型预测管线水平位置对沉降影响
        4.3.1 水平位置对管线沉降的影响预测
        4.3.2 水平位置对管线内力的影响预测
    4.4 基于GM（1,1）模型预测管线与车站轴线夹角对管线内力的影响
    4.5 本章小结
5 北太平庄车站管线沉降与受力预测
    5.1 管线沉降和受力预测
    5.2 北太平庄实例计算
    5.3 北太平庄安全性评价
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

【参考文献】

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本文编号：2854934