原文传递
哈尔滨某浅埋暗挖地铁隧道施工数值模拟及变形监测
| 论文题名： | 哈尔滨某浅埋暗挖地铁隧道施工数值模拟及变形监测 |
| 关键词： | 地铁隧道;数值模拟;地层变形监测;地表沉降 |
| 摘要： | 近年来随着国家基础设施建设力度的加大，城市地铁得到了快速的发展，浅埋暗挖法在地铁隧道施工中得到了广泛地应用。在城市中人口分布较为密集、地面建筑以及地下管线分布错综复杂，在这种条件下进行浅埋隧道的施工势必会对周围岩土体造成扰动而引发地层变形，若变形超过一定界限时将不可避免的对地面建筑物、城市交通以及地下管线设施的安全构成威胁。因此深入研究、合理控制由于地铁浅埋暗挖法隧道施工引发的地层变形有着重要的工程实践意义。 本文以哈尔滨轨道交通3号线一期工程湘会区间隧道为工程背景，利用MIDAS/GTS有限元分析软件对其施工过程进行了数值模拟，首先，通过模拟总结出:当隧道掌子面到达监测断面之前大约2.5倍的隧道洞径时，监测点开始发生变形;当掌子面经过监测断面后大约2.5倍的隧道洞径时，各监测点变形趋于稳定状态;当掌子面经过监测断面前后大约1倍隧道洞径时，各监测点的变形增长速率较快，产生的变形量急剧增大，在现场施工过程中当开挖面处于这一阶段时应该谨慎施工以及加强监控。 其次，通过数值模拟计算结果与现场实际监控数据的对比分析，总结出:隧道拱顶下沉与隧道净空收敛所发生的变形主要是因为上台阶的开挖所产生，当监测点埋设10天左右时间内变形较大，随着开挖时间的推进，变形速率减小直至变形量趋于稳定;地表横向沉降曲线与Peck公式大体吻合，沉降速率与变形量增加段主要集中发生在开挖面经过监测断面这一区段，这一区段内产生的沉降量占总沉降量的60％左右;地表纵向沉降根据开挖面与监测断面距离可以分四个阶段，分别为:较小沉降阶段、沉降快速增加阶段、缓慢沉降阶段、沉降稳定阶段，开挖面与监测断面距离在-1D至3D范围是控制地表沉降的主要区段;双线隧道地表沉降槽形状类似于单条隧道产生的地表沉降曲线的叠加，呈“单峰”形态。 最后，对双线隧道施工引起地表沉降几个影响因素进行了数值模拟，得出:隧道在施工时采用上下台阶预留核心土法、减少上台阶预留长度，在施工前对隧道拱部位置进行超前支护、增加隧道的埋深可以有效减小隧道在开挖过程中产生的地表沉降量。 |
| 作者： | 刘伟伟 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 赵建昌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
