盾构隧道下穿既有线施工围岩变形规律研究
发布时间：2020-12-05 07:13
近几年来,我国的地下轨道交通事业蓬勃发展,地铁路线已经逐渐产生交叉并发展成为复杂的线路网,在修建新的地铁线路时就难免出现下穿既有线隧道施工的情况,所以如何保证盾构下穿施工的顺利进行、且不影响既有线隧道的安全运营就变得十分重要。本文基于新建大连地铁5号线隧道盾构下穿既有2号线隧道工程为依托,运用粒子群优化的BP神经网络进行反分析得到更为准确的围岩力学参数,并且采用理论分析、数值模拟与实际工程相结合的方法,研究了盾构下穿施工过程中新建盾构隧道和既有线隧道的相互影响情况以及两者的变形规律。主要研究内容如下:(1)在查阅大量关于盾构下穿施工的文献,并且借鉴实际下穿工程施工案例基础上,对盾构下穿既有线施工的相互作用及影响进行了理论上的探讨与分析,为后面的研究奠定理论基础。(2)利用敏感度分析方法确定围岩需要反演分析的力学参数;用正交试验法确定最优的实验组合方案,得出训练样本和测试样本;再利用粒子群优化后的BP神经网络计算分析,得出围岩力学参数和围岩变形之间的映射关系,.将实测围岩变形数据作为输入信息,得到反演参数的精确值。(3)对盾构下穿施工进行数值模拟分析,得到新建盾构隧道和既有线隧道的变形规...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．］技术路线??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏｕｔｅ??
（５）当隧道开挖施工掘进到预先设计接收基坑位置时，盾构机进入该位置，隧道施??工结束。最后将盾构机依次有序的拆卸并吊离运送出去。??盾构隧道施工的流程图如图２．１所示。??土砂搬出机４?ｍ３油压抓斗??Ｉｐｘｌ／丨００?ｍ３?土砂漏斗??妗水、排水添加材背后注入装置?残土处理机４ＳｋＮ门吊??ｍ鬭变二备：??￣洞内变电设备?器材＿堆放场??泥土压盾抟１号皮带传送机２号皮带传送机?｜了中奂管琿窒；（轨道筘管材??Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｐ?ａ?—??ｉｉ，?ｒｕ＂Ｔｉ，?Ｉ！，—￣￣ｉ￣￣ｊ??１?ｉ?Ｔ；：ｒ＾??／动为单元台车?变压器台车?６０ｋＮ电瓶台车??盾构运输台车?漏斗台车?渣土坑?管片台车??图２．１盾构隧道施工概况图??Ｆｉｇ．２．１?Ｔｈｅ?ｏｖｅｒｖｉｅｗ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｈｉｅｌｄ?ｔｕｎｎｅｌ?ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ??２．１．２盾构施工力学作用机理分析??对于一个即将采用盾构法施工的隧道工程而言，在其勘察设计工作进行之后，假设??其周围的工程水文地质和环境等外在客观条件在一定时间内基本上是稳定不发生变化??的，而主要考虑的是由于盾构施工对于周围地层造成的扰动影响。此时，由于隧道的幵??挖地层中的应力场及位移场都将会发生变化，而后在衬砌管片拼装完成和通过注浆孔进??行壁后注浆完成之后，随着时间的增长注入的浆液慢慢的凝固，强度也不断增加直至达??到最大值，进而使围岩和隧道的洞室形成一个整体，基本上成为一个相对稳定的状态；??最后
?达到最终的固结稳定状态。因此，从盾构隧道的施工现象和内在的作用机理来揭示盾构??隧道在进行掘进施工时力学作用的过程，如图２．２所示。??ｉ?土体?盾构施工?内在机理??「瓶面尋吞画通?．．．．．??：羊孩并接与?土的应力释放??７然平衛?涨面治尸一?＇??地下水变化１?土体性质变化?ｊ??＇?ｒ?周围土碰＾??涵麁进与?侧壁＿力??管片拼装－?Ｐｆｉ加土压力??ｊ先期扰动?：」伯Ｈ?—???固萨??后、的平衡?Ｌ》偏，＾几孝二二?；?－?ＪＬ—：??：＇：盧興字与Ｊ．?—＿Ｈｉｌ—?顧／?骑巳力增；间??注浆?—：??图２．２盾构法施工中的力学作用机理??Ｆｉｇ．２．２?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ａｃｔｉｏｎ?ｉｎ?ｓｈｉｅｌｄ?ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ??２．１．３盾构隧道施工优缺点??在目前的城市地下轨道交通建设中盾构施工得到了广泛应用，就盾构法施工本质而??言，它属于一种暗挖施工方法，因此，并没有像明挖法施工那样较多的缺点。目前研发??的盾构机已不再仅仅适用于软土地层中，也能较为广泛的适用在硬质地层中。总之，运??用盾构法进行隧道的施工具有如下的优点??（１）
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年中国内地城轨交通线路概况[J]. 城市轨道交通. 2018(01)
[2]盾构隧道正交下穿既有隧道的影响性分析[J]. 高东,汪东林. 河南城建学院学报. 2017(02)
[3]地铁隧道盾构下穿既有隧道的数值模拟[J]. 张文超,伍肖,程涛. 路基工程. 2017(01)
[4]近距离下穿盾构隧道对上覆运营地铁隧道的影响研究[J]. 杨春山,莫海鸿,陈俊生,李亚东,侯明勋. 现代隧道技术. 2015(05)
[5]北京黏性土地层大直径土压平衡盾构施工地层变形规律研究[J]. 杨三资,张顶立,王剑晨,房倩,冉红玲. 土木工程学报. 2015(S1)
[6]基于BP网络和混合遗传算法的岩土工程位移反分析[J]. 刘志宝,刘宏扬,苏日娜. 铁路工程造价管理. 2015(01)
[7]盾构推进引起地表变形及深层土体水平位移分析[J]. 梁荣柱,夏唐代,林存刚,俞峰. 岩石力学与工程学报. 2015(03)
[8]地铁盾构法隧道正交下穿施工对既有隧道影响分析[J]. 康佐,代光辉. 隧道建设. 2014(10)
[9]地铁隧道土体参数优先级表和神经网络反分析[J]. 王洪德,朱贵东. 中国安全科学学报. 2014(10)
[10]基于FLAC3D的盾构隧道施工过程建模影响因素分析[J]. 崔铁军,马云东. 中国安全生产科学技术. 2013(10)
博士论文
[1]盾构隧道近距离共同作用机理及施工技术研究[D]. 严长征.同济大学 2007
硕士论文
[1]盾构下穿地铁隧道施工中对既有隧道沉降影响的分析[D]. 梁建波.广州大学 2016
[2]地铁盾构隧道下穿既有高铁隧道施工影响及控制技术研究[D]. 林志军.中南大学 2013
本文编号：2899094
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．］技术路线??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏｕｔｅ??
（５）当隧道开挖施工掘进到预先设计接收基坑位置时，盾构机进入该位置，隧道施??工结束。最后将盾构机依次有序的拆卸并吊离运送出去。??盾构隧道施工的流程图如图２．１所示。??土砂搬出机４?ｍ３油压抓斗??Ｉｐｘｌ／丨００?ｍ３?土砂漏斗??妗水、排水添加材背后注入装置?残土处理机４ＳｋＮ门吊??ｍ鬭变二备：??￣洞内变电设备?器材＿堆放场??泥土压盾抟１号皮带传送机２号皮带传送机?｜了中奂管琿窒；（轨道筘管材??Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｐ?ａ?—??ｉｉ，?ｒｕ＂Ｔｉ，?Ｉ！，—￣￣ｉ￣￣ｊ??１?ｉ?Ｔ；：ｒ＾??／动为单元台车?变压器台车?６０ｋＮ电瓶台车??盾构运输台车?漏斗台车?渣土坑?管片台车??图２．１盾构隧道施工概况图??Ｆｉｇ．２．１?Ｔｈｅ?ｏｖｅｒｖｉｅｗ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｈｉｅｌｄ?ｔｕｎｎｅｌ?ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ??２．１．２盾构施工力学作用机理分析??对于一个即将采用盾构法施工的隧道工程而言，在其勘察设计工作进行之后，假设??其周围的工程水文地质和环境等外在客观条件在一定时间内基本上是稳定不发生变化??的，而主要考虑的是由于盾构施工对于周围地层造成的扰动影响。此时，由于隧道的幵??挖地层中的应力场及位移场都将会发生变化，而后在衬砌管片拼装完成和通过注浆孔进??行壁后注浆完成之后，随着时间的增长注入的浆液慢慢的凝固，强度也不断增加直至达??到最大值，进而使围岩和隧道的洞室形成一个整体，基本上成为一个相对稳定的状态；??最后
?达到最终的固结稳定状态。因此，从盾构隧道的施工现象和内在的作用机理来揭示盾构??隧道在进行掘进施工时力学作用的过程，如图２．２所示。??ｉ?土体?盾构施工?内在机理??「瓶面尋吞画通?．．．．．??：羊孩并接与?土的应力释放??７然平衛?涨面治尸一?＇??地下水变化１?土体性质变化?ｊ??＇?ｒ?周围土碰＾??涵麁进与?侧壁＿力??管片拼装－?Ｐｆｉ加土压力??ｊ先期扰动?：」伯Ｈ?—???固萨??后、的平衡?Ｌ》偏，＾几孝二二?；?－?ＪＬ—：??：＇：盧興字与Ｊ．?—＿Ｈｉｌ—?顧／?骑巳力增；间??注浆?—：??图２．２盾构法施工中的力学作用机理??Ｆｉｇ．２．２?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ａｃｔｉｏｎ?ｉｎ?ｓｈｉｅｌｄ?ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ??２．１．３盾构隧道施工优缺点??在目前的城市地下轨道交通建设中盾构施工得到了广泛应用，就盾构法施工本质而??言，它属于一种暗挖施工方法，因此，并没有像明挖法施工那样较多的缺点。目前研发??的盾构机已不再仅仅适用于软土地层中，也能较为广泛的适用在硬质地层中。总之，运??用盾构法进行隧道的施工具有如下的优点??（１）
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年中国内地城轨交通线路概况[J]. 城市轨道交通. 2018(01)
[2]盾构隧道正交下穿既有隧道的影响性分析[J]. 高东,汪东林. 河南城建学院学报. 2017(02)
[3]地铁隧道盾构下穿既有隧道的数值模拟[J]. 张文超,伍肖,程涛. 路基工程. 2017(01)
[4]近距离下穿盾构隧道对上覆运营地铁隧道的影响研究[J]. 杨春山,莫海鸿,陈俊生,李亚东,侯明勋. 现代隧道技术. 2015(05)
[5]北京黏性土地层大直径土压平衡盾构施工地层变形规律研究[J]. 杨三资,张顶立,王剑晨,房倩,冉红玲. 土木工程学报. 2015(S1)
[6]基于BP网络和混合遗传算法的岩土工程位移反分析[J]. 刘志宝,刘宏扬,苏日娜. 铁路工程造价管理. 2015(01)
[7]盾构推进引起地表变形及深层土体水平位移分析[J]. 梁荣柱,夏唐代,林存刚,俞峰. 岩石力学与工程学报. 2015(03)
[8]地铁盾构法隧道正交下穿施工对既有隧道影响分析[J]. 康佐,代光辉. 隧道建设. 2014(10)
[9]地铁隧道土体参数优先级表和神经网络反分析[J]. 王洪德,朱贵东. 中国安全科学学报. 2014(10)
[10]基于FLAC3D的盾构隧道施工过程建模影响因素分析[J]. 崔铁军,马云东. 中国安全生产科学技术. 2013(10)
博士论文
[1]盾构隧道近距离共同作用机理及施工技术研究[D]. 严长征.同济大学 2007
硕士论文
[1]盾构下穿地铁隧道施工中对既有隧道沉降影响的分析[D]. 梁建波.广州大学 2016
[2]地铁盾构隧道下穿既有高铁隧道施工影响及控制技术研究[D]. 林志军.中南大学 2013
本文编号：2899094
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