合肥地铁4号线盾构施工对周边土层及邻近建筑物的影响研究
发布时间：2022-01-02 01:30
随着城市化进程的推进,造成城市拥堵和交通压力的倍增,而城市地铁作为一种绿色环保、运载能力强、快速方便的交通工具,越来越占据着重要位置,所以各地都开始大力兴建地铁来缓解交通压力和城市的拥堵现象。因盾构法在施工过程中对地层的扰动小、效率高,就逐渐广泛的被应用在城市地铁隧建设中。但即便有扰动小的优势,不同地区的土质和水文情况不尽相同,在实际的盾构掘进过程中还是会出现对土层的扰动,破坏原有的土体平衡状态,造成邻近建筑物的不均匀沉降和倾斜等情况。因此在盾构掘进时还是要对过程的各个环节进行严格把控,防止不均匀沉降造成人员的伤害和经济的损失。所以在施工时了解影响的范围和最不利的区域,并且做出相应的控制措施,让变形值在合理的范围内,减少事故的发生,就显得尤为重要,同时也具有研究意义。本文依托合肥市地铁轨道交通4号线丰乐河站至玉兰大道站区间盾构隧道施工为实际的施工背景,结合盾构法施工原理以及现场收集到的勘察资料,详细分析了合肥地铁盾构隧道施工过程中对周边土层以及邻近建筑物扰动的情形和产生机理。同时利用合理的条件假设,模型的简化,使用有限元分析软件Midas GTS NX建立动态的盾构机开挖三维模型,在建...
【文章来源】：安徽建筑大学安徽省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
地铁盾构施工造成的路面坍塌图
安徽建筑大学硕士学位论文第一章绪论2发生坍塌现象。从佛山市政府发布的信息知道，在发生事故时，现场施工人员及时进行堵漏却无果，使透水面积逐渐增大，致使隧道内的管片严重变形破坏，引发盾构区间地面塌陷。2007年4月1日上午8时左右，位于北京市海淀区的城市轨道交通十号线，在苏州街站出口工程发生塌陷，造成5名施工人员不幸遇难；2017年7月，上海地铁4号线，在黄浦江边上的董家渡下面的区间隧道发生流砂事件，使隧道周边的土体流失，隧道内部长距离塌陷，引发上方地表较大沉陷，造成附近的商务楼等建筑物发生不同程度的沉降倾斜等破坏；2019年11月30日，广州城市轨道交通11号线，位于沙河站施工区域出现地面塌陷，造成4施工人员被困；2019年6月28日，青岛城市轨道交通1号线，位于胜利桥站施工围挡处发生塌陷，直径约十几米米；2016年5月29日，韩国京畿道南杨州市榛接线地铁施工现场发生坍塌事故，造成5人遇难，9人受伤。由此可见国内外地铁修建过程中造成周边结构破坏的案例频频发生，所以，如何预防在盾构施工过程中事故的发生尤为重要。如图1-1和1-2所示，就是在各地盾构施工的过程中出现的地表坍塌，建筑物倾斜等实际情况。（a）（b）图1-1地铁盾构施工造成的路面坍塌图（a）（b）图1-2地铁盾构施工造成邻近建筑物倾斜
安徽建筑大学硕士学位论文第一章绪论71.3.2研究的方法1.理论研究方法1969年，Peck[25]在分析了大量地表沉降数据后，他认为地表沉降槽符合高斯分布的概念，并且认定是地层的损失导致地层的变形。除此之外，他还假定地层损失的体积就是地表沉降槽的体积，这是因为施工造成的地面沉降不是在排水的前提下，所以，Peck就假定了地层损失体积等于地表沉降槽体积。现在这个公式在全世界工程建设中被频繁应用，成为预估沉降槽的经典公式[26]。而Peck法预测的沉降槽横向分布图如图1-3所示。=[2]（1-1）=√（1-2）图1-3Peck法预测的沉降槽横向分布图为地面任一点的沉降值，单位为mm；为地表沉降的最大值，在实际现场为隧道轴线位置，对应沉降曲线的对称中心上，单位为mm；为计算点到曲线中心的距离，单位为m；为曲线反弯点到对称中心的距离，即“沉降槽宽度”，单位为m；√3i对正态分布函数二次求导，令其等于0求得；为隧道单位长度地层损失，单位为m3/m；计算公式为：=2（1-3）式中l是地层体积损失率，这个参数的取值依赖地方经验。其中，通常由查阅得来或者经验公式得来，以下是列举了一些关于沉降槽宽度系数的公式：
【参考文献】：
期刊论文
[1]邻近建筑物对盾构隧道衬砌内力影响分析[J]. 丁海滨,骆祎,徐长节,徐力. 铁道标准设计. 2017(12)
[2]地铁车站基坑和区间隧道近接施工对地面建筑物影响分析[J]. 巴放. 水利与建筑工程学报. 2017(05)
[3]盾构穿越始发段土体加固区时土体沉降扰动分析[J]. 刘文黎,吴贤国,王彦玉,曾铁梅,张立茂. 城市轨道交通研究. 2017(08)
[4]盾构掘进穿越民用建筑的沉降影响研究[J]. 杨绍阁,张彪,赵玉靓,徐志军. 市政技术. 2017(02)
[5]超大直径盾构施工地表沉降分析[J]. 程磊标,陈有亮,王苏然,黄煜. 水资源与水工程学报. 2017(01)
[6]基于改进随机介质理论的地铁盾构施工地表变形空间分布特征分析[J]. 周诚,余群舟. 施工技术. 2016(21)
[7]长沙地铁典型地层盾构施工地表沉降分析与预测[J]. 蒋彪,皮圣,阳军生,牟友滔. 地下空间与工程学报. 2016(01)
[8]盾构施工中注浆因素对地表沉降的影响研究[J]. 雷华阳,仇王维,吕乾乾,贺彩峰. 地下空间与工程学报. 2015(05)
[9]软土地区大直径盾构对邻近桩基础建筑物影响研究[J]. 杜晓伟,高永涛. 中国安全生产科学技术. 2014(12)
[10]城市地铁盾构施工地层变形三维数值模拟分析[J]. 邱明明,姜安龙,舒勇. 防灾减灾工程学报. 2014(02)
博士论文
[1]城市隧道施工对既有建筑物的影响及安全控制研究[D]. 孔文涛.武汉大学 2013
[2]受盾构隧道施工影响的砌体结构房屋性状研究[D]. 孙宇坤.浙江大学 2012
[3]地铁盾构施工地表变形时空演化规律与预警研究[D]. 周诚.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]地铁盾构施工对框架结构的影响研究[D]. 方程诚.合肥工业大学 2018
[2]富水砂砾地层盾构施工地表沉降变形控制参数优化研究[D]. 高照.西南交通大学 2015
[3]北京典型地铁隧道侧穿建筑物安全性评估方法研究[D]. 杨学嘉.北京工业大学 2012
[4]地铁盾构隧道施工对地层及邻近建筑物影响的数值模拟[D]. 杨培伟.武汉理工大学 2010
本文编号：3563201
【文章来源】：安徽建筑大学安徽省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
地铁盾构施工造成的路面坍塌图
安徽建筑大学硕士学位论文第一章绪论2发生坍塌现象。从佛山市政府发布的信息知道，在发生事故时，现场施工人员及时进行堵漏却无果，使透水面积逐渐增大，致使隧道内的管片严重变形破坏，引发盾构区间地面塌陷。2007年4月1日上午8时左右，位于北京市海淀区的城市轨道交通十号线，在苏州街站出口工程发生塌陷，造成5名施工人员不幸遇难；2017年7月，上海地铁4号线，在黄浦江边上的董家渡下面的区间隧道发生流砂事件，使隧道周边的土体流失，隧道内部长距离塌陷，引发上方地表较大沉陷，造成附近的商务楼等建筑物发生不同程度的沉降倾斜等破坏；2019年11月30日，广州城市轨道交通11号线，位于沙河站施工区域出现地面塌陷，造成4施工人员被困；2019年6月28日，青岛城市轨道交通1号线，位于胜利桥站施工围挡处发生塌陷，直径约十几米米；2016年5月29日，韩国京畿道南杨州市榛接线地铁施工现场发生坍塌事故，造成5人遇难，9人受伤。由此可见国内外地铁修建过程中造成周边结构破坏的案例频频发生，所以，如何预防在盾构施工过程中事故的发生尤为重要。如图1-1和1-2所示，就是在各地盾构施工的过程中出现的地表坍塌，建筑物倾斜等实际情况。（a）（b）图1-1地铁盾构施工造成的路面坍塌图（a）（b）图1-2地铁盾构施工造成邻近建筑物倾斜
安徽建筑大学硕士学位论文第一章绪论71.3.2研究的方法1.理论研究方法1969年，Peck[25]在分析了大量地表沉降数据后，他认为地表沉降槽符合高斯分布的概念，并且认定是地层的损失导致地层的变形。除此之外，他还假定地层损失的体积就是地表沉降槽的体积，这是因为施工造成的地面沉降不是在排水的前提下，所以，Peck就假定了地层损失体积等于地表沉降槽体积。现在这个公式在全世界工程建设中被频繁应用，成为预估沉降槽的经典公式[26]。而Peck法预测的沉降槽横向分布图如图1-3所示。=[2]（1-1）=√（1-2）图1-3Peck法预测的沉降槽横向分布图为地面任一点的沉降值，单位为mm；为地表沉降的最大值，在实际现场为隧道轴线位置，对应沉降曲线的对称中心上，单位为mm；为计算点到曲线中心的距离，单位为m；为曲线反弯点到对称中心的距离，即“沉降槽宽度”，单位为m；√3i对正态分布函数二次求导，令其等于0求得；为隧道单位长度地层损失，单位为m3/m；计算公式为：=2（1-3）式中l是地层体积损失率，这个参数的取值依赖地方经验。其中，通常由查阅得来或者经验公式得来，以下是列举了一些关于沉降槽宽度系数的公式：
【参考文献】：
期刊论文
[1]邻近建筑物对盾构隧道衬砌内力影响分析[J]. 丁海滨,骆祎,徐长节,徐力. 铁道标准设计. 2017(12)
[2]地铁车站基坑和区间隧道近接施工对地面建筑物影响分析[J]. 巴放. 水利与建筑工程学报. 2017(05)
[3]盾构穿越始发段土体加固区时土体沉降扰动分析[J]. 刘文黎,吴贤国,王彦玉,曾铁梅,张立茂. 城市轨道交通研究. 2017(08)
[4]盾构掘进穿越民用建筑的沉降影响研究[J]. 杨绍阁,张彪,赵玉靓,徐志军. 市政技术. 2017(02)
[5]超大直径盾构施工地表沉降分析[J]. 程磊标,陈有亮,王苏然,黄煜. 水资源与水工程学报. 2017(01)
[6]基于改进随机介质理论的地铁盾构施工地表变形空间分布特征分析[J]. 周诚,余群舟. 施工技术. 2016(21)
[7]长沙地铁典型地层盾构施工地表沉降分析与预测[J]. 蒋彪,皮圣,阳军生,牟友滔. 地下空间与工程学报. 2016(01)
[8]盾构施工中注浆因素对地表沉降的影响研究[J]. 雷华阳,仇王维,吕乾乾,贺彩峰. 地下空间与工程学报. 2015(05)
[9]软土地区大直径盾构对邻近桩基础建筑物影响研究[J]. 杜晓伟,高永涛. 中国安全生产科学技术. 2014(12)
[10]城市地铁盾构施工地层变形三维数值模拟分析[J]. 邱明明,姜安龙,舒勇. 防灾减灾工程学报. 2014(02)
博士论文
[1]城市隧道施工对既有建筑物的影响及安全控制研究[D]. 孔文涛.武汉大学 2013
[2]受盾构隧道施工影响的砌体结构房屋性状研究[D]. 孙宇坤.浙江大学 2012
[3]地铁盾构施工地表变形时空演化规律与预警研究[D]. 周诚.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]地铁盾构施工对框架结构的影响研究[D]. 方程诚.合肥工业大学 2018
[2]富水砂砾地层盾构施工地表沉降变形控制参数优化研究[D]. 高照.西南交通大学 2015
[3]北京典型地铁隧道侧穿建筑物安全性评估方法研究[D]. 杨学嘉.北京工业大学 2012
[4]地铁盾构隧道施工对地层及邻近建筑物影响的数值模拟[D]. 杨培伟.武汉理工大学 2010
本文编号：3563201
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