原文传递
盾构下穿南水北调干渠施工技术及地层变形研究
| 论文题名： | 盾构下穿南水北调干渠施工技术及地层变形研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;施工参数;数值模拟;沉降值;水平位移;洞内加固 |
| 摘要： | 在当今快速发展的时代，城市人群的出行面临着巨大挑战，因此地铁隧道的新建也越来越普遍。地铁隧道穿越城市时将不可避免的经过现有的地面结构，例如房屋、河流等，这将引起地层土体位移变形而导致地面沉降，以至于地面及土体内部既有结构损坏，造成不必要的损失。因此，在盾构施工时，预知盾构施工对地层造成的影响，可为下穿施工过程中控制掘进参数进而保障地面结构的安全及施工的顺利进行提供理论指导。 针对地铁盾构区间隧道下穿既有江河的施工技术及地层变形问题，本文依托郑州轨道交通17号线盾构隧道下穿南水北调干渠工程，采用理论分析、、数值计算和现场监测的方法，研究在通水条件下盾构下穿南水北调干渠时不同深度地层土体位移变化情况，并提出盾构下穿洞内加固方案。 主要研究内容及结果如下: (1)结合国内外地铁盾构隧道施工过程中对土层位移变形影响规律的研究现状，对其引起的地层变形因素进行介绍与总结，分析地表沉降变化规律与计算机理，并总结最小覆土厚度的计算方式、管片上浮原因与防浮措施。 (2)在下穿南水北调干渠前设置盾构试验段，在该试验段的掘进过程中采集土压力参数，并将其与由地层计算得到的土压力参数相对照，建立三维有限元计算的模型，选取合适的参数应用于计算的模型中，计算的结果与盾构通过该试验段后的实际测量数据相符，验证了计算模型的可用性。 (3)模拟盾构双线贯穿后，对干渠的渠顶沉降进行分析，发现最大沉降未超过限定值。接着分析了干渠下深层土体的竖向及水平位移，总结不同深度土层的土体位移变化规律，工程实践时应关注盾构掘进时深层土体位移变化造成土体对管线、桩基等挡土结构物的竖向和水平剪切作用。 (4)采用单一变量法研究不同掘进压力对干渠和渠顶沉降的影响，以及不同弹性模量注浆层对管片拱顶和拱底的竖向位移变化影响，结果表明，掘进压力越大，地表沉降值越小;管片受到卸载回弹力影响，注浆层弹性模量越大，拱底变形越大，受注浆层浮力影响，弹性模量越小，拱顶变形越大。 (5)盾构下穿江河时，根据现场实际施工中的洞内加固措施，进行数值模拟加固分析地表及管片的竖向位移变化情况，并将模拟值与监测值进行对比，结果表明进行洞内注浆加固后，能够有效减小地表沉降和管片的变形，数值模拟与监测结果存在少量偏差，但二者的竖向位移变化趋势基本一致，说明加固措施能够有效的保障盾构下穿江河工程的顺利进行。 |
| 作者： | 陈超 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 徐平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 郑州大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
