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浅埋双隧道施工对邻近管线的影响研究
| 论文题名： | 浅埋双隧道施工对邻近管线的影响研究 |
| 关键词： | 城市地铁隧道;邻近管线;施工参数;位移特征;应力特性 |
| 摘要： | 城市地铁隧道开挖不可避免的要对周围土体的位移和应力造成影响，埋置于地下的管线因土层的扰动而产生附加应力和变形。受隧道施工扰动的管线能否继续安全运营已经成为目前城市地铁设计关注的焦点，尤其是一些老化或者具有重要用途的管线，其安全控制标准更加严格。随着城市空间利用率的不断提高，建设用地的大幅限制，并行双隧道在地铁设计中越来越常见。本文以双隧道施工下穿邻近管线为研究对象，采用工程监测数据分析和数值模拟相结合的方法，研究了管-隧垂直和管-隧平行两种情形下的管土相互作用，着重关注不同施工参数影响下的管线的位移及应力，分析了管线受先、后行隧道施工表现出来的“不对称”性。本文的主要研究内容及结论如下: (1)基于实际工程监测数据，研究了管-隧垂直和管-隧平行两种情形下，双隧道上方管线沉降的分布规律，研究结果表明，受隧道先后施工的影响，管线沉降曲线不再对称分布，曲线形式与隧道间距、管线参数等多种因素有关。 (2)考虑管-土相互作用，采用数值模拟的方法分析了管线对于地层变形和受力的影响，研究结果表明，管线的存在或多或少抑制了地层的变形，当管-隧垂直时，管线明显抑制了土层应力的传播，导致其上下方土体竖向应力分布差别较大。 (3)对以Peck公式为基础的双隧道上方的地层沉降公式参数分析表明，当隧道间距达到约2倍隧道洞径后，沉降曲线即由“V”型转变为“W”型。受先行隧道施工的影响，后行隧道施工引起的沉降槽宽度i和地层损失率η发生改变，i值越大，η值越小，沉降曲线的双峰性质越不明显。 (4)对于管-隧垂直的情形，采用数值模拟的方法，对不同因素影响下的管线变形和受力进行了较为详细的分析，研究结果表明，双隧道施工完成后，后行隧道的施工改善了管线的受力状况，但是在两条隧道中间上方的管线顶部可能出现较大的拉应力，隧道中心上方管线位移和受力的差异受土质参数、管线材质、管径大小、管线埋深以及双隧道水平间距的影响。 (5)对于管-隧平行的管线性状分析表明，双隧道掘进过程中，掌子面上方管线沉降曲线的曲率变化较大，会受到较大的纵向应力，对比先、后行隧道施工影响发现，先行隧道对管线造成的影响较大。先、后行隧道引起管线位移和受力的差异与土质参数、管线材质、管径大小、管线埋深以及管线所处位置有密切的关系。 |
| 作者： | 徐志杰 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 吕勤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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