本文關(guān)鍵詞：盾構(gòu)近距離下穿既有地鐵隧道相互影響機(jī)理研究

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【摘要】：隨著我國主要一、二線城市地鐵軌道交通的大力建設(shè),地鐵隧道之間的交叉穿越施工將會(huì)越來越多,在交叉穿越工程中,新建盾構(gòu)隧道近距離下穿施工將對上覆既有地鐵隧道產(chǎn)生較大影響。因此,研究穿越工程中下穿盾構(gòu)、既有地鐵隧道及地層的相互影響機(jī)理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以深圳地鐵新建九號線盾構(gòu)隧道下穿既有地鐵四號線隧道工程為依托,借助工程現(xiàn)場地表和既有地鐵隧道洞內(nèi)監(jiān)測數(shù)據(jù),采用理論分析、數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)擬合等方法對盾構(gòu)近距離下穿既有地鐵隧道相互影響機(jī)理和下穿過程中既有地鐵隧道及其周圍地層、地表的沉降變形規(guī)律進(jìn)行了研究。考慮盾構(gòu)下穿施工的時(shí)效性,對盾構(gòu)下穿施工全過程進(jìn)行了階段劃分,研究表明在盾構(gòu)機(jī)刀盤到達(dá)下穿斷面至盾尾完全脫離既有地鐵隧道期間,既有地鐵隧道、地表和地層產(chǎn)生沉降變形的速率最快、幅度最大,期間產(chǎn)生的沉降變形約占累計(jì)總沉降變形的60%—80%;基于Peck公式和彈性地基梁理論,推導(dǎo)了盾構(gòu)下穿施工引起既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)縱向變形和同深度地層變形的簡易計(jì)算公式,并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)對地基彈簧基床系數(shù)K(y)進(jìn)行了反分析,結(jié)果表明基床系數(shù)K(y)在盾構(gòu)下穿施工過程中產(chǎn)生衰減,平均減小約32.75%;根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)并結(jié)合有限元數(shù)值模擬,分析了既有地鐵隧道的存在對上方地層和地表沉降的影響以及采取管片壁后補(bǔ)漿加固措施對控制既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)沉降的實(shí)際效果,研究表明既有地鐵隧道的存在使上方地層和地表的沉降變形相比于常規(guī)盾構(gòu)隧道施工開挖減小約50%,采取管片壁后補(bǔ)漿加固措施可以直接改變既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形趨勢,引起隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的上浮變形,進(jìn)而有效地控制既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)的沉降變形。
【關(guān)鍵詞】：盾構(gòu)隧道 正交下穿 既有地鐵隧道 沉降變形 基床系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U455.43;U231
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 選題背景和研究意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及方法11-19
• 1.2.1 盾構(gòu)施工引起地層變形及其預(yù)測方法研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.2 盾尾同步注漿技術(shù)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 盾構(gòu)近距離下穿既有隧道相互影響研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3 研究的主要內(nèi)容和技術(shù)路線19-21
• 1.3.1 研究的主要內(nèi)容19-20
• 1.3.2 研究方法和技術(shù)路線20-21
• 第2章 盾構(gòu)下穿施工作用機(jī)理和既有地鐵隧道的變形規(guī)律研究21-34
• 引言21
• 2.1 盾構(gòu)施工力學(xué)行為分析21-24
• 2.1.1 盾構(gòu)法簡介21-23
• 2.1.2 盾構(gòu)施工的力學(xué)作用機(jī)理分析23-24
• 2.2 盾構(gòu)下穿施工與既有地鐵隧道相互作用機(jī)理24-25
• 2.2.1 盾構(gòu)下穿施工對地層和地表變形的影響24
• 2.2.2 既有地鐵隧道對盾構(gòu)下穿施工的影響24-25
• 2.2.3 盾構(gòu)下穿施工對既有地鐵隧道的影響25
• 2.3 考慮影響時(shí)效性的盾構(gòu)下穿施工階段劃分25-32
• 2.3.1 盾構(gòu)下穿施工影響范圍界定26-27
• 2.3.2 盾構(gòu)下穿施工對既有地鐵隧道變形影響的分階段分析27-32
• 2.4 本章小結(jié)32-34
• 第3章 盾構(gòu)下穿施工引起地層和既有地鐵隧道變形計(jì)算方法34-48
• 引言34
• 3.1 盾構(gòu)下穿施工對地層及既有地鐵隧道影響的力學(xué)過程分析34-37
• 3.1.1 基于盾構(gòu)下穿施工過程的既有地鐵隧道縱向簡化34-37
• 3.1.2 初始地基彈簧基床系數(shù)K0的確定37
• 3.2 基于高斯曲線沉降模式的地層和隧道縱向變形計(jì)算方法37-42
• 3.2.1 地表和地層沉降經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)估方法37-39
• 3.2.2 盾構(gòu)下穿引起既有隧道縱向變形計(jì)算方法39-42
• 3.3 基于實(shí)測數(shù)據(jù)的既有地鐵隧道基床系數(shù)反分析42-46
• 3.3.1 既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)縱向變形監(jiān)測數(shù)據(jù)擬合42-44
• 3.3.2 下穿各階段既有隧道和同深度地層變形曲線的計(jì)算44-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 第4章 盾構(gòu)隧道下穿施工對既有地鐵隧道和地層變形影響研究48-95
• 引言48
• 4.1 工程背景48-51
• 4.1.1 區(qū)間概況48-49
• 4.1.2 地鐵四號線與區(qū)間下穿盾構(gòu)隧道位置關(guān)系概況49-50
• 4.1.3 盾構(gòu)下穿既有地鐵四號線隧道施工進(jìn)程50-51
• 4.2 盾構(gòu)下穿區(qū)間綜合監(jiān)測工作51-64
• 4.2.1 既有地鐵隧道洞內(nèi)全站儀自動(dòng)化監(jiān)測52-60
• 4.2.2 盾構(gòu)下穿區(qū)間現(xiàn)場地表和地層監(jiān)測試驗(yàn)研究60-64
• 4.3 有限元分析模型64-70
• 4.3.1 模型邊界的確定64-65
• 4.3.2 計(jì)算參數(shù)的選取65-69
• 4.3.3 盾構(gòu)下穿既有地鐵隧道施工過程模擬69-70
• 4.4 盾構(gòu)下穿數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果初步分析70-85
• 4.4.1 盾構(gòu)下穿施工對周圍地層變形的影響分析72-78
• 4.4.2 盾構(gòu)下穿對既有地鐵隧道變形的影響分析78-85
• 4.5 結(jié)合計(jì)算理論的數(shù)值模擬與監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析85-93
• 4.5.1 盾構(gòu)下穿施工引起地表沉降變形對比分析86-89
• 4.5.2 盾構(gòu)下穿施工引起地層沉降變形對比分析89-91
• 4.5.3 盾構(gòu)下穿施工引起既有地鐵隧道縱向沉降變形對比分析91-93
• 4.6 本章小結(jié)93-95
• 第5章 總結(jié)與展望95-98
• 5.1 總結(jié)95-96
• 5.2 展望96-98
• 參考文獻(xiàn)98-103
• 致謝103

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本文編號：814804