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土岩组合地区暗挖隧道施工引起的地表沉降研究
| 论文题名： | 土岩组合地区暗挖隧道施工引起的地表沉降研究 |
| 关键词： | 土岩组合地区;暗挖隧道施工;盾构隧道;地表沉降;沉降槽正态分布 |
| 摘要： | 随着我国城市化的快速发展,城市的地下空间开发也目新月异。暗挖隧道施工成为密集建筑群和错综复杂管线的城市环境中修建地铁的主要施工方法,而暗挖隧道施工会造成周围岩土体的扰动,破坏了岩土体的应力平衡,进而影响临近建筑物和市政管线的正常使用。因此对隧道施工引起的地表沉降进行深入研究,可以为信息化施工提供准确数据资料,保护周边环境的安全。 目前国内外对暗挖隧道施工引起地表沉降的理论及实测研究,主要集中于软土地区盾构隧道旋工(以上海市为代表)以及硬土地层中矿山法施工(以北京地区为代表)。而对于土岩组合地区(上覆土层,下为岩层)的矿山法施工引起的地表沉降研究较少,其地表沉降变化规律和预测多数基于前面软土和硬土两种地质条件下研究后得出的成果,而不同施工工艺方法及不同工程地质条件地表沉降的变化规律具有较大的差异,因此本文选择土岩组合地区这种特殊地质环境下暗挖隧道施工引起地表沉降变化开展研究工作。 论文以青岛地铁一期工程(M3号线)土建14标西永区间矿山法隧道工程为研究对象。结合现场实测数据,用有限元Plaxis3D Tunnel软件模拟隧道台阶法施工时地表在各步开挖施工中的变化情况,得出隧道施工中地表沉降发生和发展的过程曲线,分析得出地表沉降变化的规律为:地表沉降在隧道施工过程中的变化大致可以分为沉降微小变形阶段、沉降速率急剧增大阶段、沉降变化缓慢阶段和沉降稳定四个阶段;隧道断面的地表沉降点的沉降曲线大致符合沉降槽正态分布,在隧道施工过程中,地表横向沉降槽的宽度越来越小,最大沉降值越来越大。 论文通过计算分析了不同因素在隧道开挖过程中对地表沉降的影响,分析得出:台阶长度的大小对地表沉降具有重要影响,在能够保证施工的前提下,应尽量选择较短的台阶长度;开挖进尺的大小对地表沉降具有重要影响,开挖进尺较小时,可以很好的控制地表沉降;隧道的上台阶开挖在正台阶法施工中起到了主要作用,上台阶开挖引起的地表沉降量占正台阶法施工沉降总量的90％以上;隧道的及时支护可以很好的控制地表沉降,隧道无支护开挖时引起的地表沉降量明显大于支护开挖的沉降量;隧道在强风化、中风化和微风化花岗岩中开挖时的地表沉降量比较,在微风化花岗岩开挖时地表沉降量最小,在强风化花岗岩开挖时地表沉降量最大,且超过报警值。 论文研究成果对于估算相似土岩组合条件下矿山法隧道施工引起地表沉降具有参考意义,为设计和施工提供借鉴。 |
| 作者： | 孙文文 |
| 专业： | 环境工程 |
| 导师： | 单红仙;刘涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国海洋大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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