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富水砾砂层地铁隧道穿越建构筑物段的保护技术研究
| 论文题名： | 富水砾砂层地铁隧道穿越建构筑物段的保护技术研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;施工工艺;优化设计;富水砾砂层 |
| 摘要： | 随着城市地铁建设规模的不断扩大，建筑地域日益广阔，经常需要在松散、饱和、自稳能力非常差的砾砂层中修建地下工程。特别是青岛特有的地质条件下，隧道在其地层中开挖极易引起涌水、涌砂、塌方等工程事故，因此对浅埋暗挖隧道穿越饱水砾砂层的三维渗流-应力耦合分析及其注浆支护研究显得尤为重要。 本项目在参考国内外相关文献资料的基础上，结合青岛特有的“上软下硬”地质条件，对青岛地铁三号线河河区间隧道穿越饱水砾砂层工程进行研究，针对富水砾砂层段工程施工的关键技术问题，采用理论分析、数值模拟的方法对施工工法进行优化设计。得到主要结论如下： (1)青岛地区河河区间砾砂土较密实，湿度处于饱和状态，土体属于中压缩性土，对于全部处在砾砂层中的河河区间暗挖段隧道来说，土层的条件对开挖极为不利; (2)在地质条件较差的地段隧道侧穿桥墩（或其它构筑物）时，桥墩与隧道之间存在着相互影响的关系。由于桥墩附近土层扰动过大，隧道开挖将引起土层的二次“活化”，从而影响隧道的施工。而土层的过大变形同时也将影响桥墩的安全和正常运营。隧道远离桥墩时，桥墩受到隧道开挖的影响较小;当隧道靠近桥墩时，桥墩受到的影响较大。隧道侧穿桥墩时，旋喷桩加固措施能够起到有效的作用。旋喷桩能够在隧道与桥墩之间起到挡土墙的作用，有效地减小二者的影响作用，有效地控制桥墩的沉降量及横向变形、地表变形、隧道拱顶沉降及横向变形，从而保证桥墩及隧道结构的安全。 (3)对于下穿建筑的饱和砾砂层中的地铁隧道施工，控制地表下沉的重要性尤为突出。可利用管棚支护的梁效应和注浆加固围岩的作用，其控制开挖面前方松散破碎围岩，阻止隧道拱顶破碎岩块冒落，增加围岩的强度和整体性，提高围岩抗剪能力。在隧道周围建立注浆加固区，并将管棚同时设置为梁单元体现其梁效应。采用全断面注浆+大管棚预施工工艺能够使围岩变形大幅减小，与无预支护时相比围岩位移减小80％以上，并充分发挥围岩的自稳能力，降低围岩应力和支护结构上的内力。 本项目通过理论分析、试验及数值模拟等方法分析得出的结论可为今后青岛地铁类似隧道工程的设计及施工提供一定的借鉴和参考。 |
| 作者： | 李双元 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 于广明;张海波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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