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地铁隧道盾构下穿既有铁路沉降控制与设计研究
| 论文题名： | 地铁隧道盾构下穿既有铁路沉降控制与设计研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;盾构施工;下穿既有铁路;沉降控制;数值模拟 |
| 摘要： | 近年来，我国轨道交通发展呈高速增长的趋势，其中地铁项目在大部分城市均在建或者拟建，地铁隧道的施工大都采取盾构法施工，而在盾构法施工隧道的时候，不可避免地会对开挖面及其周围土体产生扰动，从而造成地层损失以及地层沉降，当遇到地铁隧道需要下穿地面铁路区间段时，为了保证铁路列车的安全运行，对盾构下穿造成的施工扰动需要严格控制，尤其控制铁路路基的沉降与变形。为此，研究地铁隧道盾构下穿既有铁路产生的地层土体沉降与扰动变形规律和加固地层土体对铁路路基沉降变形控制效果具有重大的意义，并对实际工程具有参考借鉴价值。 本文以南宁地铁线盾构下穿铁路箱涵框架桥区段为工程背景，结合理论分析与迈达斯GTS数值模拟分析，就地铁隧道盾构下穿地面铁路区段时施工扰动对铁路路基的沉降变形控制以及地层土体加固控制进行了研究，取得的主要研究成果如下： (1)隧道盾构开挖施工时，导致地而优降的主要原因是盾构开挖面及其周围的地层损失和受扰动土体的固结等，对受扰动土体的常见加固措施包括旋喷加固法、深层搅拌法、冷冻加固法等。 (2)隧道盾构下穿铁路需要控制的主要因素包括铁路路基整体沉降不超过10mm限值、路基差异沉降（即两钢轨之问差异沉降）不超过4mm限值、路基纵向不均匀沉降曲线在弦长L=10m时最大矢度值不超过4mm限值。 (3)迈进斯GTS数值模拟结果表明隧道盾构下穿铁路之后，路基整体沉降值为10.18mm，超过了10mm限值，不满足列车安全运行的要求，路基差异沉降和路基纵向不均匀沉降由于在原铁路路基（箱涵框架桥底扳）下部为已有旋喷桩加固区的条件下，沉降变形满足控制标准要求。 (4)迈达斯GTS模拟隧道径向注浆加固的结果表明在径向注浆加固后路基整体沉降、路基差异沉降、路基纵向小均匀沉降方面都起到了较好的加固控制效果。路基整体沉降由加固前的10.18mm减小至6.28mm，路基差异沉降和路基纵向不均匀沉降也较加固前沉降变形控制效果更好。 （5）通过调整盾构掘进施工参数的分析表明径向注浆的起始时间与盾构掘进压力对加固控制效果具有显著的影响。在地层土体受扰动之后，径向注浆起始时间越早加固控制效果越好，以在盾尾脱出5环或者更早的时候进行径向注浆为宜；盾构掘进压力在一定范围内随着掘进压力的增大其加固控制效果也越好。 |
| 作者： | 王辰晨 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 戴俊;颜治国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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