本文關鍵詞：超大矩形斷面頂管隧洞開挖引起的地表沉降研究

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【摘要】：伴隨著城市化的快速發(fā)展,人們越發(fā)重視城市地下工程的開展。頂管法是一種非明挖技術,主要是利用主頂以及管節(jié)間的中繼間的頂推壓力,把工具管從始發(fā)井內(nèi)頂進土中一直頂?shù)浇邮站畠?nèi),跟在工具管后面的管節(jié)自然的鋪設在兩個工作井中間的隧道施工工法。雖然,頂管法施工開挖量小、方便快捷;但是,在施工過程中無法避免對土體的擾動引起地層的移動;相比圓形頂管來講,特別是大斷面矩形頂管對土體的擾動更大,對周邊的環(huán)境危害也變得更大。本論文將以鄭州市下穿中州大道矩形頂管隧道工程為背景,運用有限元數(shù)值分析軟件MIDAS/GTS模擬頂管隧道開挖掘進過程,對矩形頂管隧道施工引起的地表變形進行深入系統(tǒng)的分析研究,總結出若干對工程有益的結論。主要研究內(nèi)容包括:(1)研究頂管施工引起地表沉降的機理,分析其對土層的擾動變形。(2)對頂管施工引起的地表變形進行了現(xiàn)場測量,并對監(jiān)測結果進行分析與研究。(3)采用有限元軟件MIDAS/GTS對實際工程進行模擬分析,分析頂管施工對地表變形的影響并將模擬結果和實測數(shù)據(jù)相比較,同時驗證數(shù)值計算的可靠性。(4)研究上層覆土厚度、注漿、掘進壓力等因素對頂管隧道地表沉降的影響規(guī)律。(5)在以上研究內(nèi)容的基礎上,進而對于如何將地表沉降控制在合理的范圍內(nèi)提出了實用性的控制措施。
【關鍵詞】：大斷面 矩形頂管 地表變形 數(shù)值分析 控制措施
【學位授予單位】：華北水利水電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U455.4;TU433
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 研究的目的和意義10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.3.1 經(jīng)驗法11-14
• 1.3.2 理論分析法14-17
• 1.3.3 數(shù)值模擬分析法17-18
• 1.4 研究現(xiàn)狀評述18-19
• 1.5 技術路線及研究內(nèi)容19-22
• 1.5.1 研究技術路線19
• 1.5.2 研究內(nèi)容19-22
• 2 頂管隧道施工引起地表沉降機理22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 頂管隧道施工原理22-23
• 2.2.1 頂管隧道施工工作的基本原理22-23
• 2.2.2 頂管法施工主要技術環(huán)節(jié)23
• 2.3 頂管施工對土層的擾動機理23-25
• 2.3.1 土體損失23-24
• 2.3.2 對不良土層影響24
• 2.3.3 對土體應力狀態(tài)的影響24-25
• 2.4 地表發(fā)生沉降的影響因素25-28
• 2.4.1 隧道施工方法的影響25
• 2.4.2 隧道埋深的影響25-26
• 2.4.3 地質(zhì)條件的影響26
• 2.4.4 隧道上方荷載的影響26
• 2.4.5 隧道斷面形狀和大小的影響26-27
• 2.4.6 施工引起的地層損失的影響27-28
• 2.5 地表沉降的特征28-30
• 2.5.1 地層沉降的時間效應28-29
• 2.5.2 地層沉降的空間效應29-30
• 2.6 本章小結30-32
• 3 頂管隧道工程的現(xiàn)場監(jiān)測和結果分析32-42
• 3.1 工程概況32-35
• 3.1.1 工程地質(zhì)條件32-34
• 3.1.2 水文地質(zhì)條件34-35
• 3.2 現(xiàn)場監(jiān)測目的和內(nèi)容35-37
• 3.2.1 監(jiān)測目的35
• 3.2.2 監(jiān)測項目35
• 3.2.3 監(jiān)測依據(jù)35-36
• 3.2.4 監(jiān)測點布置原則36-37
• 3.2.5 監(jiān)測項目實施37
• 3.3 監(jiān)測結果與分析37-40
• 3.3.1 頂管縱向軸線地面變形分析37-39
• 3.3.2 頂管剖軸線地面變形分析39-40
• 3.4 本章小結40-42
• 4 矩形頂管施工引起地表變形的三維有限元數(shù)值分析42-62
• 4.1 隧道施工過程有限元分析原理42-43
• 4.1.1 概述42
• 4.1.2 有限元數(shù)值模擬方法42-43
• 4.2 MIDAS/GTS簡介43-44
• 4.3 矩形頂管隧道三維有限元數(shù)值模擬44-55
• 4.3.1 數(shù)值計算假定條件44
• 4.3.2 模型計算邊界及網(wǎng)格劃分44-45
• 4.3.3 材料屬性45
• 4.3.4 模擬過程45-49
• 4.3.5 模擬結果分析49-55
• 4.4 地表沉降影響因素敏感性分析55-61
• 4.4.1 不同覆土厚度條件下頂管開挖對地表沉降的影響55-57
• 4.4.2 壁后注漿對地表沉降的影響57-59
• 4.4.3 不同掘進壓力條件下頂管開挖對地表沉降的影響59-61
• 4.5 本章小結61-62
• 5 頂管施工對地表可能帶來的影響及施工預防措施62-66
• 5.1 引言62
• 5.2 地表變形對構建筑物及地下管線的影響62-63
• 5.3 頂管施工環(huán)境危害的防治措施63-64
• 5.3.1 控制開挖面穩(wěn)定63
• 5.3.2 控制頂進時的方向及糾偏63-64
• 5.3.3 控制同步注漿64
• 5.3.4 控制頂進速度64
• 5.4 本章小結64-66
• 6 結論與展望66-68
• 6.1 結論66-67
• 6.2 展望67-68
• 攻讀學位期間參加的科研項目及發(fā)表的學術論文68-70
• 致謝70-72
• 參考文獻72-74

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李曉冬;;常用的頂管工藝技術及特點分析[J];大眾科技;2008年06期

2 許先雄;譚麗清;劉鋒;;地下管線施工中的泥水平衡頂管設備應用技巧[J];廣西科學院學報;2009年03期

3 黃熠斌;;泥水平衡頂管法在流砂層的施工[J];中國科技信息;2009年11期

4 于清江;沈旭順;;砼管頂管法在排水工程中的應用[J];黑龍江科技信息;2003年05期

5 李智;;頂管敷設管道技術在市政工程中的應用[J];科技資訊;2007年04期

6 邵勇;;頂管非開挖技術在貴陽城市道路改造中的應用[J];科技資訊;2006年25期

7 李昌南;大口徑頂管在五四泵站東穿堤涵施工失敗的原因分析及處理措施[J];南方國土資源;2004年11期

8 朱志勇;魏國臣;;頂管法在排水工程中的應用[J];黑龍江科技信息;2002年04期

9 魏騰輝;;頂管法在輸水涵施工中的應用[J];大眾科技;2010年04期

10 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 沈曄;祁峰;;長距離頂管的地下對接方法探討[A];中國土木工程學會水工業(yè)分會結構專業(yè)委員會四屆四次會議論文集[C];2007年

2 祁峰;沈曄;;長距離頂管減摩措施探討[A];中國土木工程學會水工業(yè)分會結構專業(yè)委員會四屆四次會議論文集[C];2007年

3 成國華;陳峰;;揚州市第五水廠取水頂管工程施工技術[A];施工機械化新技術交流會論文集（第十輯）[C];2009年

4 翟永山;;大粒徑卵礫石地層中穿越黃河長距離頂管成套施工技術[A];中國土木工程學會第十五屆年會暨隧道及地下工程分會第十七屆年會論文集[C];2012年

5 王世高;王灝;;土壓平衡頂管施工工藝參數(shù)的計算分析[A];城市地下空間開發(fā)與地下工程施工技術高層論壇論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 本報記者 吳泉�！⊥ㄓ崋T 常青 伍宏偉;廣州地鐵首次采用頂管法 省時省力又省錢[N];廣東建設報;2009年

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1 楊仙;管幕預筑法中密排大直徑鋼管群頂進研究[D];中南大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭永娟;大直徑頂管隧道穿越渾河安全風險分析[D];東北大學;2014年

2 張振;超大矩形斷面頂管隧洞開挖引起的地表沉降研究[D];華北水利水電大學;2016年

3 吳紹珍;復雜地層長距離鋼頂管設計關鍵技術研究[D];上海交通大學;2013年

4 彭福泉;長距離大口徑鋼管頂管施工關鍵技術的研究與應用[D];西安建筑科技大學;2009年

5 賀昆海;頂管工程關鍵技術及其實施的風險分析與應用[D];湖南大學;2012年

6 熊翦;矩形頂管關鍵受力分析[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2013年

7 林強強;矩形頂管引起地面變形的實測分析與控制研究[D];同濟大學;2008年

8 張云杰;小間距大直徑雙孔頂管頂進對周圍土體的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

9 李方楠;復雜地層平行頂管的環(huán)境效應研究[D];上海交通大學;2011年

10 李東風;頂管隧道施工引起地表沉降的有限元法分析[D];安徽理工大學;2015年

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本文編號：627668