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隧道盾构开挖事故统计与开挖过程数值模拟
| 论文题名： | 隧道盾构开挖事故统计与开挖过程数值模拟 |
| 关键词： | 盾构施工;事故统计;隧道埋深;地表沉降;内力分布;变形规律 |
| 摘要： | 本文在其他学者已有研究的基础上，搜集了我国2003年至2018年的地铁隧道297个施工事故资料，通过盾构与非盾构施工事故数据对比，分析出盾构施工事故分布的主要特征及规律，并通过数值模拟探究隧道开挖时地层的变形规律。主要有如下结论： （1）我国地铁施工中平均每公里施工事故发生率为4.4％，盾构施工平均每公里事故发生率为4％，发生率最高的三个城市为青岛14.7%、广州12.2%、长春10.4%；平均损失率为每万元损失1.02元，损失率最大的三个城市为佛山6.8元/万元、上海4.37元/万元、武汉3.12元/万元。我国地铁施工事故分布大体呈现出“自东向西逐渐减少，从南向北逐渐下降”的趋势； （2）盾构施工每公里事故发生率为4％。其中，等级为一般事故的概率为85.47%，较大事故为12.82%，重大事故为0.85%，特别重大事故为0.85%；类型为塌陷事故的概率为39.32%，机械伤害为18.8%，突涌为12.82%，高处坠落为10.26%；平均每次事故中死亡人数为1.05人，受伤人数为0.6人，总经济损失为267.7万元； （3）通过FLAC3D软件对隧道盾构施工过程进行数值模拟，发现最容易发生塌陷事故的位置分别为隧道始发端、开挖面、荷载边界附近。不同荷载和埋深下土层沉降、变形、内力分布等规律具体如下：①当隧道与荷载距离大于4倍洞径时，荷载影响可以不重点考虑；②荷载会改变沉降曲线的发展路径，地表沉降变化滞后于隧道开挖；③随着隧道埋深增加，地表横向沉降曲线由“瘦”、“高”变为“矮”、“胖”，影响范围增大，隧道顶部沉降量与底部隆起量均不断增加；④有荷载时沿隧道轴线方向地表沉降曲线在21m处有一个明显的“拐点”，地表沉降速度突然降低，荷载区域内地表沉降速度不变；⑤隧道与荷载距离较近时，建筑底面处出现了应力集中现象，隧道内管片轴力值增大，剪力图和弯矩图不再连续，荷载部位明显减小。 |
| 作者： | 秦新春 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 徐国栋;郭长宝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 防灾科技学院 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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