發(fā)布時間：2018-11-23 09:15

【摘要】：隨著城市地下結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜化,矩形頂管作為一種暗挖技術(shù),具有擾動小,空間利用率高的優(yōu)勢,正越來越多地被運用于聯(lián)絡(luò)通道、立交道路、地下綜合管廊等工程中,但矩形頂管環(huán)境效應(yīng)的研究仍處于起步階段,本文以深圳地鐵7號線華強北站-華新站區(qū)間通道工程為背景,采用理論計算、數(shù)值模擬和實測分析等手段就矩形頂管施工的環(huán)境效應(yīng)展開了多方面的研究。主要包括：(1)采用兩階段分析法計算了矩形頂管施工引起的下臥盾構(gòu)隧道隆起。在頂管底面、側(cè)面及開挖面卸載的作用下,應(yīng)用Mindlin解求得隧道上的附加荷載；再采用Winkler地基梁模型簡化隧道,求解平衡微分方程,計算得到的隧道整體隆起曲線與實測曲線基本吻合。(2)采用隨機介質(zhì)法計算了矩形頂管土體損失引起的地表沉降。Peck公式與均勻收斂模式下隨機介質(zhì)法的計算結(jié)果隨埋深的增大趨于一致,但與不均勻收斂模式的結(jié)果存在較大差異。實測數(shù)據(jù)顯示,不均勻收斂模式下采用隨機介質(zhì)法更為準確。(3)在矩形頂管的施工過程中對地表隆沉和隧道變形進行了高頻率、大范圍的監(jiān)測。頂管施工僅對下方15m-20m范圍內(nèi)的隧道有較大影響。下方隧道的隆起曲線存在峰值區(qū)域,隧道管片的隆起主要發(fā)生在開挖面到達隧道邊界和離開隧道邊界的時間節(jié)點之間。頂管卸載作用影響范圍內(nèi)的隧道橫斷面呈蛋形變形。地表上一點在頂管通過時會出現(xiàn)沉降-隆起-沉降的變化過程。(4)采用Plaxis3D建立了三維有限元數(shù)值模型,土體本構(gòu)采用硬化模型。模擬結(jié)果與實測結(jié)果較為接近。模擬結(jié)果表明管線的曲率半徑、隧道的變形值和曲率半徑都在允許范圍內(nèi)。采用分步推進的方法模擬了3#頂管的動態(tài)推進,分析了模擬時程曲線與實測時程曲線的異同。
[Abstract]:With the increasing complication of urban underground structure, rectangular pipe jacking, as a kind of underground excavation technology, has the advantages of small disturbance and high space utilization ratio, and is being used more and more in the engineering of connection passage, interchange road, underground integrated pipe corridor and so on. However, the research on the environmental effect of rectangular pipe jacking is still in its infancy. In this paper, based on the project between Hua-Qiang North Station and Huaxin Station of Shenzhen Metro Line 7, the theoretical calculation is used. The environmental effects of rectangular pipe jacking are studied by means of numerical simulation and measured analysis. The main contents are as follows: (1) the tunnel uplift caused by rectangular pipe jacking is calculated by using two-stage analysis method. Under the action of unloading the bottom, side and excavated surface of the pipe jacking, the Mindlin solution is used to obtain the additional load on the tunnel. Then the Winkler foundation beam model is used to simplify the tunnel and solve the equilibrium differential equation. The calculated integral uplift curve of the tunnel is basically consistent with the measured curve. (2) the surface settlement caused by the soil loss caused by the rectangular pipe jacking is calculated by using the stochastic medium method. Peck formula and the calculation of the random medium method under the uniform convergence mode The calculated results tend to be consistent with the increase of buried depth. However, there is a big difference between the results of the model and the non-uniform convergence model. The measured data show that the random medium method is more accurate under the non-uniform convergence mode. (3) during the construction of rectangular pipe jacking, the surface uplift and settlement and tunnel deformation are monitored at high frequency and in a wide range. Pipe-jacking construction only has a greater impact on the tunnel in the lower 15m-20m range. There is a peak region in the uplift curve of the lower tunnel, and the uplift of the tunnel segment mainly occurs between the time node between the excavated surface reaching the tunnel boundary and the time node leaving the tunnel boundary. The cross section of tunnel under the influence of pipe jacking is egg-shaped. At the point on the surface, the process of settlement, uplift and settlement will occur when the pipe jacking passes. (4) the three-dimensional finite element numerical model is established by Plaxis3D, and the soil constitutive model is hardening model. The simulation results are close to the measured results. The simulation results show that the radius of curvature of pipeline, the deformation of tunnel and the radius of curvature are all within the allowable range. The dynamic propulsion of pipe jacking was simulated by the method of stepwise propulsion, and the similarities and differences between the simulated time-history curve and the measured time-history curve were analyzed.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU990.3

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本文編號：2351036