本文選題：雙線盾構(gòu)隧道　切入點：數(shù)值模擬　出處：《上海交通大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：本文依托穗莞深城際鐵路工程中太平隧道穿越高架橋工程實例,采用理論分析、現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)分析和數(shù)值模擬的方法,致力于研究以下幾個方面的問題:(1)單線隧道和雙線隧道施工對土體、樁基和周邊環(huán)境的影響規(guī)律;(2)地層損失變化對土體變形、隧道襯砌內(nèi)力的影響規(guī)律;(3)隧道埋深和注漿對現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。研究的主要成果如下:(1)盾構(gòu)同時穿越砂土和全風(fēng)化花崗巖組合的復(fù)雜地層,由于兩土層間物理力學(xué)性質(zhì)差別大,刀盤削土擾動容易引發(fā)砂土液化;同時,上軟下硬土層有著不同的切削難易程度,砂土易于切削并迅速進入泥土艙,而巖層難以破碎,這直接影響著開挖面的土壓平衡建立。施工中通過控制左右區(qū)頂力的平衡來保證軸線精度。同時將下區(qū)頂力控制為上區(qū)頂力的2.1倍,保證開挖面的穩(wěn)定。(2)本研究分析了盾構(gòu)穿越高架橋前后的施工參數(shù)變化,研究表明:盾構(gòu)穿越高架橋時,維持刀盤扭矩不變,分別將頂推力和土艙壓力提高3.6%、6.7%,可將橋墩沉降量控制在5mm限制內(nèi),確保橋梁結(jié)構(gòu)安全。(3)本研究通過分析工程實測數(shù)據(jù)研究了雙線盾構(gòu)施工環(huán)境的影響規(guī)律。實測結(jié)果表明:①地面沉降歷程與盾構(gòu)機頭位置相關(guān),在盾構(gòu)機頭通過測點后沉降增長較快,增長速率小于0.85mm/天;每個測點的最終沉降量與切口通過該測點時的掘進速度有關(guān),掘進速度快的測點沉降量相對較小,掘進速度慢的測點沉降量相對較大,即使掘進速度降至0(換刀期間),沉降也會持續(xù)發(fā)展。②土體深層沉降在盾構(gòu)機頭通過測點前后約15天內(nèi)發(fā)展明顯,以位于隧道埋深附近9~15m的土體沉降最大,隨著深度的增加,沉降量逐漸減小。③土壓力在盾構(gòu)機通過測點前后5~10天內(nèi)出現(xiàn)波動,以深度9.5m~12.5m深度處土壓力變化最大。不同深度處土壓力或漲或降,最大漲幅28.5%,最大降幅17.9%。(4)數(shù)值分析成果表明,地層損失率對土體變形、襯砌內(nèi)力有較大的影響。并進一步研究了隧道埋深和注漿對樁基的影響,成果表明:①地層損失對土體變形和隧道內(nèi)力的影響是非線性的;地層損失率大于2.0%時,土體變形急劇發(fā)展;在雙線隧道施工中,應(yīng)盡量減小雙線地層損失的差值;同時控制每條隧道的地層損失率不宜大于1.4%。②樁頂沉降隨著隧道埋深的增加而減小,隨著注漿長度的增大而減小;在廣東地區(qū)砂土和全風(fēng)化花崗巖組合的特有地質(zhì)條件下,隧道最優(yōu)埋深為12~16m,而注漿長度不宜大于8m。
[Abstract]:Based on the engineering example of Taiping tunnel crossing viaduct Guangzhou Dongguan Shenzhen intercity railway project, using theoretical analysis method, field data analysis and numerical simulation, focuses on the following issues: (1) single tunnel and double line tunnel construction on the influence of soil, pile foundation and surrounding environment; (2) formation the loss of variation of soil deformation, influence of internal force of tunnel lining; (3) the depth of the tunnel and grouting on the influence of the existing bridge structures. The main results of the research are as follows: (1) the complex stratum shield while crossing the sand and wind around the granite combination, since the two soil physical and mechanical properties of the big difference between the cutter cut the soil disturbance prone to liquefaction; at the same time, the hard soft soil have different degree of difficulty of cutting, cutting easy and quickly into the sand soil and rock to cabin, broken, which directly affects the excavation face Earth pressure balance is established. By controlling the construction area of the top about the balance of power to ensure the accuracy of the axis. At the same time will be 2.1 times the area under the load control for the District of jacking force, ensure the excavation stability. (2) this study analyzed the changes of the construction parameters of shield tunneling, the viaduct before and after the study shows that the shield crossing overhead the bridge, maintain the cutter torque constant, respectively the roof thrust and the earth pressure is increased by 3.6%, 6.7%, the amount of control in the 5mm within the limits of the settlement of piers, to ensure bridge structure safety. (3) the influence of the construction environment of double line shield are studied through analysis of engineering test data. The results show: the ground the settlement process associated with the shield head position in the shield machine head through the rapid growth of settlement point, the growth rate is less than 0.85mm/ days; each measuring point of the final settlement and the measured point of the incision through the driving speed, driving speed Settlement of measuring points is relatively small, the slow driving settlement of measuring points is relatively large, even if the driving speed to 0 (ATC period), the settlement will be sustainable development. The deep soil settlement in shield machine head through measuring points before and after the development of about 15 days, taking the soil in depth of tunnel near the settlement of 9~15m the largest, with the increase of depth, the settlement gradually decreases. The earth pressure by measuring points before and after 5~10 days, the fluctuations in the shield machine, the maximum depth at the depth of 9.5m~12.5m. The change of earth pressure at different depth of soil pressure or up or down, or 28.5% of the largest, the biggest drop in 17.9%. (4) numerical analysis results show that the formation the loss rate of soil deformation, affects the lining internal force influence, and further study the tunnel depth and grouting pile on the results show that the influence of the ground loss of soil deformation and internal force of tunnel is non linear; ground loss The rate is greater than 2%, the rapid development of soil deformation; in the construction of double track tunnel, should minimize the difference between double ground loss; at the same time to control each of the tunnel ground loss ratio should not be greater than 1.4%. the pile top settlement decreases with increasing tunnel depth, and decreases with the increasing length of grouting in the special geological condition of Guangdong; area of sand and weathered granite under the optimal tunnel depth is 12~16m, and the grouting length should not be more than 8m.

【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U455.43

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本文編號：1613674