南水北调输水隧洞盾构穿越北京地铁机场线方案研究

发布时间：2017-08-24 23:03

  本文关键词：南水北调输水隧洞盾构穿越北京地铁机场线方案研究

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【摘要】：东干渠是北京市南水北调配套工程供水环路的重要组成部分,东干渠全长约44.7km,隧洞采用单孔圆形断面,内径4.6m、外径6m,全线采用盾构法施工。北京轨道交通机场线全长为28.1km,由二环东直门站向东北方向延伸,直至北京首都国际机场的T2、T3航站楼站。东干渠输水隧洞下方穿越地铁机场线三元桥站~T2航站楼站区间,穿越位置地铁为地面U型槽结构,输水隧洞埋深16.5m,输水隧洞距离机场线U型槽结构净距14.36m。东干渠输水隧洞穿越既有轨道交通结构和线路时,工程实施过程中将会对轨道交通产生不利的影响,会使既有轨道交通结构产生一定程度的变形,甚至造成列车的限速运营,极大地影响了地铁的服务质量。因此,穿越方案的选择、施工步序指标制定以及施工中变形预测等因素,对于新建隧洞穿越既有地铁结构和线路有重要意义。本文对南水北调东干渠输水隧洞穿越北京轨道交通机场线方案进行评估分析研究,对类似工程具有一定的参考价值。本文的主要研究内容如下:(1)针对本工程,计算选用ANSYS软件,建立三种盾构穿越方案的三维有限元数值模型,分别为未采用加固措施盾构穿越施工方案,采用注浆加固措施盾构穿越施工方案和采用桩基托换措施盾构穿越施工方案。数值模型计算模拟施工过程,从U型槽结构变形、既有地铁轨道结构变形等方面,对三种穿越方案进行对比,采用变形数值最小的注浆加固措施穿越方案作为最终方案。(2)根据最适合本工程的穿越方案,结合现行标准规范,利用相应的数值分析方法,确定了本工程施工变形和沉降控制标准。隧洞穿越施工过程中开展变形监测,通过实时的变形监测及数据整理分析,监测数据和数值计算结果相近。(3)总结本工程的成功经验,为类似工程提供了实用的指导方法。在类似的穿越工程方案确定时,可以通过有限元计算手段对各个方案进行数值模拟,得出定性及定量的结论,用于对方案进行比选,同时结合工程实践确定穿越方案,保证穿越安全。
【关键词】：输水隧洞 盾构穿越方案 北京轨道交通机场线 结构安全
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV68;TV554
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 论文研究的背景8-11
• 1.2 论文研究的意义11
• 1.3 国内外研究现状11-13
• 1.3.1 盾构施工模拟11-12
• 1.3.2 穿越工程研究12-13
• 1.4 论文研究内容和方法13-15
• 第2章 东干渠输水隧洞盾构工程穿越机场线工程方案概述15-23
• 2.1 机场线情况15-16
• 2.2 东干渠与机场线关系16-17
• 2.3 穿越区域的地质条件17-19
• 2.3.1 地形地貌17
• 2.3.2 地层岩性17-18
• 2.3.3 水文地质条件18
• 2.3.4 场地地震效应18
• 2.3.5 工程地质评价18-19
• 2.4 穿越设计方案19-23
• 2.4.1 未采用加固措施盾构穿越方案19-20
• 2.4.2 采用提前注浆加固措施盾构穿越方案20-21
• 2.4.3 采用桩基托换措施盾构穿越方案21-23
• 第3章 东干渠输水隧洞盾构工程穿越机场线工程安全性影响计算分析23-68
• 3.1 有限元分析主要内容23
• 3.2 盾构输水隧洞施工模型23-28
• 3.2.1 计算模型24-27
• 3.2.2 模型参数27-28
• 3.3 未采用加固措施盾构穿越工况28-40
• 3.3.1 施工步序28-32
• 3.3.2 计算结果与结论32-40
• 3.4 采用注浆加固措施盾构穿越工况40-51
• 3.4.1 施工步序40-43
• 3.4.2 计算结果与结论43-51
• 3.5 采用桩基托换措施盾构穿越工况51-63
• 3.5.1 施工步序51-55
• 3.5.2 计算结果与结论55-63
• 3.6 方案比选63-64
• 3.7 轨道安全性评估与控制指标的确定64-68
• 3.7.1 轨道安全性评估64-66
• 3.7.2 控制指标的确定66-68
• 第4章 东干渠穿越机场线施工方案68-75
• 4.1 东干渠穿越机场线方案概况68-70
• 4.2 施工准备70-72
• 4.2.1 设备准备70-72
• 4.2.1.1 盾构机选型70-72
• 4.2.1.2 盾构施工主要配套设备72
• 4.2.2 穿越计划72
• 4.3 地面加固72-73
• 4.4 盾构施工方案总结73-75
• 第5章 东干渠穿越机场线变形监测75-80
• 5.1 轨道交通机场线测点布设情况75-77
• 5.2 机场线实际监测结果77-79
• 5.3 机场线监测与计算结果对比79-80
• 第6章 结论与展望80-82
• 6.1 结论80-81
• 6.2 展望81-82
• 参考文献82-86
• 致谢86-88
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王春凯;许恺;周冠南;侯刚;;盾构隧道穿越条基框架结构影响研究[J];城市轨道交通研究;2009年09期

2 赵旭峰;王春苗;孙景林;孔祥利;;盾构近接隧道施工力学行为分析[J];岩土力学;2007年02期

3 韩煊;李宁;J.R.Standing;;Peck公式在我国隧道施工地面变形预测中的适用性分析[J];岩土力学;2007年01期

4 魏纲;张世民;齐静静;姚宁;;盾构隧道施工引起的地面变形计算方法研究[J];岩石力学与工程学报;2006年S1期

5 姜忻良,崔奕,李园,赵志民;天津地铁盾构施工地层变形实测及动态模拟[J];岩土力学;2005年10期

6 魏纲,徐日庆;软土隧道盾构法施工引起的纵向地面变形预测[J];岩土工程学报;2005年09期

7 于宁,朱合华;盾构隧道施工地表变形分析与三维有限元模拟[J];岩土力学;2004年08期

8 刘元雪,施建勇,许江,刘东升;盾构法隧道施工数值模拟[J];岩土工程学报;2004年02期

9 黄润秋;戚国庆;;地铁隧道盾构法施工对环境的影响研究[J];岩石力学与工程学报;2003年S1期

10 蒋洪胜,侯学渊;盾构掘进对隧道周围土层扰动的理论与实测分析[J];岩石力学与工程学报;2003年09期

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本文编号：733605