近年來,我國城市軌道交通快速發(fā)展,截至2017年末,我國擁有136條地鐵線路、3881.8km,地鐵線網(wǎng)密集,運營里程已居世界首位。在這種背景下,盾構(gòu)法隧道建設(shè)不可避免面臨穿越既有地鐵線路。特別是在綜合交通樞紐附近,雙線甚至多線隧道穿越既有運營隧道案例也開始增多,而多線隧道群穿越涉及到了復(fù)雜的交叉結(jié)構(gòu)-土體相互作用問題,隧道施工重復(fù)擾動,極易導(dǎo)致既有運營隧道變形過大,而既有地鐵運營對軌道及結(jié)構(gòu)變形的要求高,稍有不慎則會引起結(jié)構(gòu)損傷、列車脫軌事故。鑒于此,本文以深圳地鐵7、9號線隧道群下穿工程等三期下穿工程為背景,聚焦于近些年越來越多的單線及多線下穿既有隧道工程,研究盾構(gòu)隧道群下穿對既有隧道變形影響及其控制問題。論文主要研究工作如下:（1）基于球孔坍縮（擴張）理論,結(jié)合虛像法技術(shù)推導(dǎo)了非均勻地層損失引起地層三維變形計算公式,然后考慮了盾構(gòu)掘進施工荷載特征,建立了盾構(gòu)法隧道掘進引起地層三維變形計算方法。分析了盾構(gòu)雙線及多線隧道開挖對地層的應(yīng)力擾動作用即土體的記憶性,引入了附加地層損失參數(shù)描述先建隧道開挖對地層參數(shù)的弱化現(xiàn)象,提出了盾構(gòu)多線開挖引起地層位移場計算方法。該方法能夠反映盾構(gòu)掘進的... 

【文章頁數(shù)】：220 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究意義
    1.3 國內(nèi)外典型近接施工案例調(diào)研
        1.3.1 國外典型案例
        1.3.2 國內(nèi)典型案例
        1.3.3 案例總結(jié)
    1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 隧道開挖引起周圍地層變形
        1.4.2 新建隧道開挖對臨近既有隧道影響
    1.5 研究內(nèi)容和方法
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 研究方法和技術(shù)路線
2 基于盾構(gòu)掘進空間特性誘發(fā)地層三維變形理論解析
    2.1 盾構(gòu)機對土體作用作用的空間力學(xué)模型
    2.2 盾構(gòu)掘進誘發(fā)土體三維變形彈性解
        2.2.1 地層損失引起地層位移場
        2.2.2 盾構(gòu)施工荷載引起地層位移場
        2.2.3 隧道開挖引起土體變形規(guī)律分析
    2.3 現(xiàn)場實測分析
        2.3.1 工程概況
        2.3.2 監(jiān)測結(jié)果分析
    2.4 多線隧道開挖引起地層位移場
        2.4.1 土體擾動歷史
        2.4.2 多線疊加作用
    2.5 理論與實測對比
        2.5.1 地表沉降
        2.5.2 深層土體位移
    2.6 本章小結(jié)
3 考慮結(jié)構(gòu)-土體相互作用的既有隧道變形理論
    3.1 盾構(gòu)隧道及隧道群穿越既有隧道分類
    3.2 隧道結(jié)構(gòu)-土體相互作用
        3.2.1 隧道結(jié)構(gòu)特性
        3.2.2 隧道結(jié)構(gòu)-土體相互作用模式及狀態(tài)
    3.3 隧道變形理論解析
        3.3.1 盾構(gòu)單洞穿越理論解析
        3.3.2 盾構(gòu)隧道群穿越理論解析
    3.4 工程算例
        3.4.1 隧道沉降分析
        3.4.2 隧道結(jié)構(gòu)-土體接觸應(yīng)力分區(qū)
    3.5 影響參數(shù)敏感性分析
    3.6 本章小結(jié)
4 隧道群下穿既有隧道離心模型試驗
    4.1 離心模型試驗參數(shù)設(shè)計
    4.2 試驗裝置及材料
        4.2.1 土工離心機
        4.2.2 模型試驗裝置
        4.2.3 試驗材料參數(shù)
        4.2.4 試驗?zāi)Ｐ椭苽?br>    4.3 試驗過程及結(jié)果分析
        4.3.1 單線下穿試驗
        4.3.2 多線下穿試驗
    4.4 隧道群穿越施工優(yōu)化
        4.4.1 合理隧道間距
        4.4.2 合理施工順序
    4.5 本章小結(jié)
5 盾構(gòu)下穿既有地鐵運營隧道現(xiàn)場實測分析
    5.1 盾構(gòu)雙線下穿工程實例
        5.1.1 工程概況
        5.1.2 監(jiān)測方案
        5.1.3 實測數(shù)據(jù)分析
    5.2 盾構(gòu)四線下穿工程實例
        5.2.1 工程背景
        5.2.2 監(jiān)測方案
        5.2.3 實測數(shù)據(jù)分析
    5.3 盾構(gòu)多線穿越隧道變形演變
        5.3.1 隧道變形發(fā)展
        5.3.2 隧道損傷
    5.4 理論與實測對比
    5.5 本章小結(jié)
6 盾構(gòu)下穿既有盾構(gòu)隧道接縫力學(xué)行為研究
    6.1 實體-彈簧模型建立
    6.2 材料參數(shù)
        6.2.1 地層參數(shù)
        6.2.2 結(jié)構(gòu)及接縫參數(shù)
    6.3 管片結(jié)構(gòu)及接縫變化
        6.3.1 管片結(jié)構(gòu)應(yīng)力
        6.3.2 接縫張開
        6.3.3 管片錯臺
        6.3.4 隧道變形
    6.4 模擬與實測對比
    6.5 本章小結(jié)
7 盾構(gòu)隧道及隧道群下穿既有運營隧道變形控制
    7.1 盾構(gòu)多次穿越既有運營隧道位移分配法
    7.2 既有運營隧道調(diào)查和監(jiān)控量測
        7.2.1 調(diào)查內(nèi)容
        7.2.2 監(jiān)控量測技術(shù)
    7.3 盾構(gòu)開挖面支護壓力控制
        7.3.1 支護壓力傳遞理論
        7.3.2 合理土倉壓力設(shè)定
        7.3.3 盾構(gòu)掘進參數(shù)主動控制原則
    7.4 既有運營隧道輔助保護措施
        7.4.1 控制措施分類
        7.4.2 控制效果評價
    7.5 本章小結(jié)
8 總結(jié)及展望
    8.1 主要結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點
    8.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
符號規(guī)定
作者簡歷及攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]盾構(gòu)刀具磨損機理及預(yù)測分析[J]. 吳俊,袁大軍,李興高,金大龍,沈翔.  中國公路學(xué)報. 2017(08)
[2]新建隧洞下穿既有隧道離心模型試驗研究[J]. 李從安,李波,王志鵬,龔壁衛(wèi).  中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報. 2017(04)
[3]礦山法隧道下穿既有盾構(gòu)隧道微變形控制技術(shù)[J]. 陶連金,田治旺,車彥文,陳向紅.  鐵道建筑. 2017(05)
[4]復(fù)雜地質(zhì)條件下土壓平衡盾構(gòu)近距離下穿既有隧道的施工和監(jiān)測技術(shù)[J]. 朱紅霞.  隧道建設(shè). 2016(06)
[5]盾構(gòu)土艙壓力變化規(guī)律測試試驗與理論分析[J]. 金大龍,袁大軍,李興高.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2016(S1)
[6]盾構(gòu)近距離多次下穿對既有隧道變形的影響[J]. 馬健,李鳳濤,袁飛飛,趙宇.  鐵道建筑. 2016(04)
[7]地下管線復(fù)雜狀況下道路暗挖隧道穿越技術(shù)[J]. 張利娜.  山西建筑. 2016(01)
[8]盾構(gòu)隧道掘進引起上方已建隧道的縱向變形研究[J]. 張冬梅,宗翔,黃宏偉.  巖土力學(xué). 2014(09)
[9]基于磨料磨損的TBM滾刀磨損預(yù)測研究[J]. 趙海鳴,舒標(biāo),夏毅敏,鄭偉.  鐵道科學(xué)與工程學(xué)報. 2014(04)
[10]盾構(gòu)下穿北京地鐵13號線望京西站站房基礎(chǔ)變形及數(shù)值分析[J]. 張文正.  隧道建設(shè). 2014(03)

博士論文
[1]軟土地區(qū)開挖卸荷對鄰近地鐵隧道的影響研究[D]. 周澤林.西南交通大學(xué) 2016
[2]隧道施工引起地層位移及建筑物變形預(yù)測的實用方法研究[D]. 韓煊.西安理工大學(xué) 2007
[3]大斷面隧道淺埋暗挖法下穿既有地鐵構(gòu)筑物施工技術(shù)研究[D]. 姚海波.北京交通大學(xué) 2005

碩士論文
[1]地鐵盾構(gòu)隧道下穿既有高鐵隧道施工影響及控制技術(shù)研究[D]. 林志軍.中南大學(xué) 2013
[2]鐵路雙線隧道復(fù)雜地質(zhì)下穿既有線施工技術(shù)研究[D]. 向大強.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2010
[3]雙孔盾構(gòu)隧道近接施工離心模型試驗研究[D]. 余峰.西南交通大學(xué) 2008



本文編號：3674457