近距离基坑开挖对下卧地铁隧道位移影响分析及位移控制措施研究

发布时间：2020-11-13 01:12

　　 作为城市的生命线,地铁遍布地下空间,由于城市的建(构)筑物密集,某些工程项目无可避免会与地铁隧道相邻。基坑工程不仅影响到周边建筑物发生沉降,而且土体的卸载也会引起周边岩土应力变化和位移变化,从而使得地下管线和地铁隧道等发生不同程度的变形。作为人民主要出行方式,地铁每天承载着城市一大部分的运载量。若果地铁隧道出现事故,不仅会导致严重的经济损失,甚至危及乘客的生命安全,因此选择合理的基坑开挖方案和工程保护措施显得非常重要。本文结合深圳前海双界河路(及其地下道路)市政工程中地铁11号线“宝安站~前海站”保护区基坑工程,采用有限元数值模拟方法进行研究,并且分析基坑开挖对下卧地铁隧道的影响,得到的主要成果如下:(1)根据现有土力学理论,对土体卸载引起隧道位移的现象进行分析;主要介绍了基于弹性地基梁理论对基坑开挖引起地铁隧道位移的计算方法,利用伽辽金方法求解弹性地基梁微分方程,得出隧道竖向位移的数值解。(2)利用MIDAS/GTS NX有限元软件模拟竖井开挖方案的基坑施工过程,分析基坑开挖时对隧道产生的影响。并且与原来监测数据进行对比,得出有限元计算结果与监测数据比较吻合,验证本次模拟的合理性;利用相同的建模方法模拟原分层分块放坡开挖方案,与竖井方案开挖进行对比,得出竖井开挖方案更有利于控制隧道位移的结论。(3)在本次工程中因为施工不当导致隧道位移过大,因此建立三维有限元模型模拟隧道内堆载和隧道上方覆土回填两种抢险措施,根据计算结果分析两者的优点和缺点,并给出建议方案;对两种地基加固形式和不同加固深度进行研究,计算结果得出满堂加固下隧道位移对加固深度变化更加敏感,在软弱地基中加固比在土质良好的地基中加固更加有效;介绍隧道内加支撑和基坑降水对隧道隆起有一定减少的影响。
【学位单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U231.3;U455.4
【部分图文】：

第二章 基坑开挖引起隧道位移的计算理论研2.1 基坑开挖导致隧道产生位移的机理分析（1）坑底土体产生隆起原因首先是土体垂直卸荷，开挖土体重量的减少使土体产生竖向回弹，方向向上为主，且隆起形式为是中间大，两边小。（2）坑外土体侧向卸荷，使得支护结构两侧产生土压力不平衡，基坑外侧往水平方向伸展，支护结构承担主动区土体传递的主动土压力，产生面向坑内方变形。由于坑底被动区土体收到挤压，产生塑性隆起。坑底产生进一步隆起的原为开挖产生负孔隙水压力，使得坑底土软化和吸水膨胀加剧。（3）由于隧道下卧于坑底土中，隧道身与周围土体粘结，隧道顶标高范围土体隆起，会对隧道结构有“抬起”作用，因此在基坑开挖过程中，隧道会发生的隆

计算模型平面位置关系图

计算模型横断面位置关系图
【参考文献】

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本文编号：2881511