不同断面类型盾构施工对临近地下管线沉降影响的研究

发布时间：2020-03-29 23:15

【摘要】：随着城市化进程的快速发展,人民生活水平不断提升,城市地面交通的压力不断增大,越来越多的城市开始建设地下轨道交通,其中盾构法是一种应用相当广泛的施工方法。地下管线作为城市发展的生命线,大多已在城市建设初期埋设于地下,而在后期盾构隧道建设过程中不可避免地会受到影响,严重时会造成地下管线破裂、地面坍塌等事故。基于以上问题,本文主要研究工作及创新点如下:1.采用盾构法统一土体位移解代替Loganathan公式,对现有的关于圆形盾构隧道施工引起临近地下管线沉降的能量变分法解进行修正,本方法可以考虑双线盾构施工过程中先行、后行隧道施工对地下管线造成的不同土体损失。研究结果表明:本方法得到的计算结果比原有方法的结果更接近实测值,且双线盾构隧道施工引起的管线沉降呈不对称分布,最大沉降量偏向于先行隧道轴线处。2.基于随机介质理论,推导得出类矩形盾构和双圆盾构隧道施工引起的深层土体沉降公式,并采用能量变分方程建立类矩形盾构和双圆盾构隧道施工引起的临近地下管线沉降的计算公式,对不同管线埋深、管线材质、土质条件、土体损失的影响进行分析。研究结果表明:管线的沉降曲线呈正态分布,土质条件对管线沉降有较大影响,管线埋深和管线材质的影响则较小,且管线最大沉降量随着土体损失的增大而呈线性增长。3.通过Midas GTS NX数值模拟软件,结合宁波地铁三号线出入段类矩形盾构施工的工况,模拟类矩形盾构隧道施工对临近地下管线的影响,研究不同管线材质、管线埋深影响下的管线沉降变形规律,并与理论方法进行对比。研究结果表明:数值模拟结果与理论方法的计算结果以及变形规律基本一致,说明理论方法具有一定的可靠性。4.对比不同断面盾构隧道施工对地下管线的影响可知:双线盾构施工引起管线沉降槽宽度远大于类矩形和双圆盾构;在开挖面积相同情况下,(1)隧道轴线埋深相同时,管线的最大沉降量:单圆双圆类矩形双线;(2)隧道上覆土埋深相同时,管线的最大沉降量:双圆双线类矩形单圆。当土体损失量相同时,管线的最大沉降量:双圆类矩形双线,综合考虑施工效率、空间利用率等因素类矩形盾构具有很大的推广性。
【图文】：

图 1 双线盾构施工断面Fig 1 Double-line shield construction section(a)盾构机截面 (b)隧道断面图 2 双圆盾构施工断面Fig 2 DOT shield construction section

图 1 双线盾构施工断面Fig 1 Double-line shield construction section(a)盾构机截面 (b)隧道断面图 2 双圆盾构施工断面Fig 2 DOT shield construction section
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U455.43;TU990.3

【参考文献】

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本文编号：2606652