本文關(guān)鍵詞：大直徑地鐵盾構(gòu)隧道穿越長江施工技術(shù)研究

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【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,越來越多的過江隧道相繼修建。采用盾構(gòu)法修建過江隧道具有以下優(yōu)點(diǎn):對地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)、對周邊環(huán)境影響較小、施工安全快速等,故盾構(gòu)法已成為修建水下隧道的首選施工方法,同時(shí)泥水平衡盾構(gòu)法又是修建過江隧道優(yōu)先考慮的施工方法。泥水盾構(gòu)掘進(jìn)過程中,泥水倉內(nèi)的泥水壓力控制是最為重要的環(huán)節(jié)。泥水盾構(gòu)推進(jìn)過程中,如果施加的泥水壓力過大,會(huì)使地表產(chǎn)生一定量的隆起,如果施加的泥水壓力過小,會(huì)使地表產(chǎn)生一定量的沉降。同時(shí)加上過江隧道都是處于高水壓環(huán)境下,使其問題更為復(fù)雜化。本文以南京地鐵十號(hào)線泥水盾構(gòu)隧道穿越長江沖槽段為工程背景,借助FLAC-3D軟件,進(jìn)行了泥水盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定性數(shù)值模擬計(jì)算,通過在開挖面施加以主動(dòng)土壓力、靜止土壓力和被動(dòng)土壓力為分界點(diǎn)的一系列泥水壓力來分析隨著泥水壓力的變化而引起開挖面縱向位移和開挖面前方地表沉降的變化規(guī)律,從而為合理的確定泥水壓力提供依據(jù);同時(shí)又研究了考滲流應(yīng)力耦合與不考慮滲流應(yīng)力耦合作用對隧道穩(wěn)定性的影響,首先分析了隧道開挖引起滲流場的變化和孔隙水壓力的變化規(guī)律,然后對比分析了考慮與不考慮滲流場和應(yīng)力場耦合作用兩種工況下隧道圍巖的變形和受力以及管片的受力特性;主要分析了圍巖受力特性及其變形規(guī)律,以及管片的受力特性和隧道圍巖塑性區(qū)的分布規(guī)律,對盾構(gòu)隧道的安全性作出了評(píng)價(jià)。通過對南京地鐵十號(hào)線泥水盾構(gòu)隧道穿越長江沖槽段施工過程中的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析,得出了隧道管片鋼筋應(yīng)力、管片周圍土壓力、孔隙水壓力以及管片變形隨時(shí)間的變化規(guī)律。最后介紹了泥水盾構(gòu)穿越長江沖槽段的控制措施,主要針對冒漿、地表沉降、管片上浮、盾尾漏漿等危害做了詳細(xì)的說明,并介紹了其常用的控制措施,為類似的工程提供技術(shù)參考。
【關(guān)鍵詞】：泥水平衡盾構(gòu) 泥水壓力 流固耦合 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U455.43;U231.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景及必要性9-10
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究的必要性10
• 1.2 泥水盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定理論研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 滲流應(yīng)力耦合研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀15
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 主要研究內(nèi)容及方法16-17
• 第二章 工程概況17-22
• 2.1 工程簡介17-18
• 2.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)18-20
• 2.2.1 工程地質(zhì)18-19
• 2.2.2 水文地質(zhì)19-20
• 2.3 場地地質(zhì)與水文特點(diǎn)20-21
• 2.4 長江沖槽段21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第三章 泥水平衡盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定理論分析22-32
• 3.1 泥水平衡式盾構(gòu)簡介22-26
• 3.1.1 泥水盾構(gòu)概念22
• 3.1.2 泥水盾構(gòu)的分類22-24
• 3.1.3 泥水盾構(gòu)施工的特點(diǎn)：24-25
• 3.1.4 泥水盾構(gòu)的工作原理25-26
• 3.2 開挖面穩(wěn)定影響因素26-28
• 3.3 泥水壓力與地層變形的關(guān)系28-30
• 3.3.1 地層變形的原因與規(guī)律28-29
• 3.3.2 泥水壓力與地層變形的關(guān)系29-30
• 3.4 開挖面穩(wěn)定性分析30-31
• 3.5 本章小結(jié)31-32
• 第四章 泥水盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定數(shù)值模擬計(jì)算32-43
• 4.1 計(jì)算模型的建立32-33
• 4.1.1 計(jì)算模型及地層參數(shù)32-33
• 4.1.2 邊界條件33
• 4.2 不同泥水壓力作用下開挖面穩(wěn)定數(shù)值分析33-40
• 4.3 盾構(gòu)穿越?jīng)_槽段泥水壓力的控制40-41
• 4.4 本章小結(jié)41-43
• 第五章 滲流場與應(yīng)力場耦合基本理論43-50
• 5.1 應(yīng)力場和滲流場的相互作用機(jī)理43-44
• 5.2 滲流基本方程44-46
• 5.2.1 滲流微分方程44-45
• 5.2.2 初始條件45
• 5.2.3 邊界條件45-46
• 5.3 滲流場和應(yīng)力場耦合理論46-48
• 5.3.1 滲流場控制方程46-47
• 5.3.2 應(yīng)力場控制方程47-48
• 5.4 求解方法48-49
• 5.5 本章小結(jié)49-50
• 第六章 泥水盾構(gòu)隧道穿越長江沖槽段流固耦合分析50-63
• 6.1 計(jì)算模型的建立50-51
• 6.1.1 計(jì)算模型及參數(shù)50-51
• 6.1.2 邊界條件51
• 6.1.3 計(jì)算工況51
• 6.2 計(jì)算結(jié)果與分析51-61
• 6.2.1 圍巖滲流場分析51-53
• 6.2.2 圍巖位移場分析53-55
• 6.2.3 圍巖應(yīng)力場分析55-57
• 6.2.4 圍巖塑性區(qū)分析57-58
• 6.2.5 管片應(yīng)力分析58-60
• 6.2.6 管片位移分析60-61
• 6.3 本章小結(jié)61-63
• 第七章 現(xiàn)場監(jiān)控測量63-78
• 7.1 監(jiān)測目的63
• 7.2 施工監(jiān)測方案制定63-68
• 7.2.1 監(jiān)測項(xiàng)目63-64
• 7.2.2 監(jiān)測斷面和監(jiān)測點(diǎn)布置64-68
• 7.3 監(jiān)測結(jié)果分析68-76
• 7.3.1 管片鋼筋應(yīng)力68-73
• 7.3.2 管片外土壓力73-74
• 7.3.3 管片孔隙水壓力74-75
• 7.3.4 管片變形75-76
• 7.4 本章小結(jié)76-78
• 第八章 盾構(gòu)穿越長江沖槽段控制措施78-82
• 8.1 防止江底冒漿的控制措施78-79
• 8.2 防止江底土層沉降的控制措施79
• 8.3 防止隧道上浮的控制措施79-80
• 8.4 防止盾尾漏漿的控制措施80-81
• 8.5 本章小結(jié)81-82
• 第九章 結(jié)論與展望82-85
• 9.1 結(jié)論82-84
• 9.2 展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-87
• 致謝87-88
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文88

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