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盾构隧道超近距侧穿桥梁桩基的影响分析及应对措施
| 论文题名： | 盾构隧道超近距侧穿桥梁桩基的影响分析及应对措施 |
| 关键词： | 地铁隧道;盾构施工;超近距离桥梁桩基;位移变化 |
| 摘要： | 为了缓解日益增长的交通压力，世界上许多主要城市都在大力发展城市轨道交通系统，尤其是开发和利用城市地下轨道交通系统（地铁）。在早期城市规划中由于没有考虑地铁线路，目前城市建设者们遇到的一个常见的挑战是新的地下隧道穿越现有桥梁桩基。这种穿越不仅增加了隧道施工的难度，还可能危及既有桥梁的安全使用。因此，研究隧道施工对周围桥梁桩基的影响具有十分重要的意义。 本文以武汉市某地铁施工项目为工程背景，借助有限差分软件进行三维仿真模拟，分析盾构隧道施工对穿越超近距桥梁桩基的影响。本文的研究内容和结果如下： （1）探讨盾构施工的基本原理和不同的盾构施工方法，针对本文的实际情况，绘制了土压平衡盾构时的工作流程图。研究地表的横向和纵向沉降槽规律，分析盾构在邻近桩基的条件下进行动态开挖桩基的位移及内力方程。 （2）借助有限差分软件对隧道与桩的不同超近水平距离建立实体三维模型，其中不同桩-隧间距分别为0.1m、0.2m、0.3m、0.5m，1m、3m、7m，研究不同桩-隧间距盾构开挖对桩基的位移及应力的影响。结果表明桩基的水平位移在盾构掘进过程中变化显著，当桩-隧间距在0.1m-1m时，桩身最大水平位移与桩-隧间距呈正态分布趋势。在桩-隧间距为0.3m时，桩基的水平位移最大。当桩-隧间距大于1m，随着桩-隧间距的增大，桩身的最大水平位移减小。 （3）利用有限差分软件对武汉市某地铁工程进行数值模拟，分析不同工况下盾构隧道开挖对桥梁桩基的影响。结果表明桩基的水平位移在盾构掘进过程中变化显著。桩1和桩5的最大水平位移略大于桩基水平位移的预警值4mm，所以需要采取应对措施来减小桩基的水平位移。 （4）通过数值模拟的计算结果，结合武汉市某地铁施工项目，从加强监测措施、控制推进参数、有效降低桥桩摩阻力损失措施、盾构机精度控制、应急控制措施和加固措施这六个方面制定了应对措施。针对加固措施，借助有限差分软件对比分析了整体加固和局部加固时桩基的位移及应力变化。结果表明整体加固和局部加固后桩基的位移和弯矩明显减小，但经两种加固方案后的桩基位移和弯矩变化接近。 |
| 作者： | 吴飞翔 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 张谢东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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