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盾构施工穿越河流与桥梁影响及控制
| 论文题名： | 盾构施工穿越河流与桥梁影响及控制 |
| 关键词： | 盾构隧道;下穿施工;水平位移;注浆加固 |
| 摘要： | 随着地下交通逐渐发达，越来越多的盾构隧道施工过程中需要穿越河流桥梁，盾构穿越河堤会引起堤岸沉降过大甚至出现坍塌等工程事故，且对桥梁桩基产生扰动，严重情况会发生位移变形开裂，影响桥梁的正常使用。因此研究盾构穿越河流及桥梁的影响并提出合理控制措施具有重要意义，对之后类似工程具有重要的指导和参考价值。 本文首先结合盾构穿越河流工程实测，通过有限差分软件FLAC3D对双线盾构施工穿越河流进行了精细化模拟，分析了盾构施工过程中地表、河堤以及河底的变形和应力场变化规律，并结合实测结果与理论预测结果进行了对比。其次，分析了不同因素对于双线隧道盾构穿越河流的影响，并通过MARS模型对影响因素进行了敏感性分析。然后，分析了盾构隧道单桩和群桩的变形和受力影响规律。最后，从两方面分析了盾构穿越河流及桥梁的控制措施，一方面分析了加固河堤的控制作用、以及隔离桩加固和土体注浆加固对于桥梁的控制作用，另一方面提出了盾构施工过程控制措施。 研究结果表明，盾构穿越河堤过程中，河堤的应力状态是一个不断变化的过程，盾构施工到河堤位置，河堤下方土体出现了一个应力减弱区，并随着向前掘进应力减弱区范围不断扩大；隧道埋深越浅，由于地层损失沉降较大，随着埋深增大，双线横向沉降曲线从W型变为V型，且河底的沉降大于地表沉降；随着双线隧道水平间距的增大，地表沉降曲线的变化形式从V型变化为U型再变化为W型；盾构穿越河堤过程中，注浆压力和土仓压力对于河堤的变形有显著的影响，隧道埋深和双线隧道中心间距对于河堤的变形影响较小；在埋深为2D情况下，不同桩长下盾构施工引起的水平变形模式不同，桩长15m刚性桩为水平变形为“斜直型”，随着桩长增长，桩长为30m时，桩为非刚性桩，水平变形形式变为“鼓肚型”；盾构穿越桥梁群桩时，远离隧道的一排桩基水平位移小于靠近桩基的水平位移，靠近隧道盾构掘进先经过靠近隧道的桩为整个群桩的最不利桩；通过隔离桩和土体注浆加固，可以有效控制盾构穿越桥梁对于桩基的水平变形影响。 |
| 作者： | 吴阳 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 刘畅;刘永超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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