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基坑上跨开挖卸荷对既有盾构隧道影响及保护措施研究
| 论文题名： | 基坑上跨开挖卸荷对既有盾构隧道影响及保护措施研究 |
| 关键词： | 基坑上跨开挖;既有地铁隧道;变形特性;内力变化 |
| 摘要： | 随着国民经济的快速发展，城市房屋和基础设施的建设需求日益高涨，城市基坑施工是城市建设的基础，不可避免的会出现基坑上跨既有地铁隧道的施工情况。由于上跨既有盾构隧道的深基坑工程的隐蔽性和复杂性，容易引发大型事故，是需要重视的工程领域，如果上跨基坑开挖处理不当，则会引发一些列风险，影响生命财产安全。本文以上跨徐州地铁二号线金融集聚区地下过街通道为工程背景，主要通过数理统计分析、理论计算、现场监测和数值模拟相结合的研究方法，研究基坑上跨开挖对下卧地铁隧道的影响规律，以及分析不同的加固方式、方案等条件对于下卧隧道的变形和结构内力分析。论文取得以下成果： （1）收集整理和分析国内17例基坑工程上跨既有地铁隧道的实测变形数据和徐州地区10个基坑工程上跨地铁隧道实测变形的数据。研究分析基坑开挖深度、坑底与拱顶距离、开挖土方量单一因素和组合因素（开挖土方量/坑底与隧道拱顶距离）对于隧道变形影响，并且拟合曲线和方程。提出地铁隧道加固保护措施各类方法的优缺点和适用类型，并研究坑底加固和堆载的方式对于地铁隧道变形的影响规律。 （2）上跨徐州地铁二号线大龙湖站至市政府站区间隧道金融集聚区基坑工程为工程背景，利用Midas GTS NX建立三维数值模型，研究金融集聚区基坑开挖对双线隧道的变形和结构内力的变化规律。结果表明：隧道整体竖向变形比较大，水平变形较小，左线左拱腰竖向变形最大。随着上跨基坑施工，地铁隧道结构内力整体略有减小，偏安全。 （3）利用理论计算方式和现场实测研究施工区间变形规律和有限元可靠性验证。理论上引入残余应力，折减计算Mindlin解得出的附加应力，将坑底加固等效为均布荷载计算分析过理论计算和实测历时曲线结果表明：在开挖至坑底时间段地铁变形较大，轴力和弯矩在施工段整体略偏小，结构内力变化幅度较小。三种研究方式地铁隧道变形规律大小关系为：理论计算＞数值模拟＞实测数值，数值模拟结果偏安全。 （4）通过数值模拟方法研究基坑坑底加固对于地铁隧道变形影响规律。根据满堂、抽条、格栅、裙边加固深度、面积和体积置换率、分层加固顺序以及竖向加固桩等影响因素，研究金融集聚区最危险位置左线隧道左拱腰竖向变化规律，研究了四种加固方式的优化效果和各个方式下最优加固方案，提出了相同置换率的条件下最优加固方式和最优分层加固顺序方案，并且针对竖向加固研究地铁隧道变形规律。 |
| 作者： | 黄梓宸 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 马金荣;陶祥令 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学(江苏) |
| 学位年度： | 2022 |
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