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大断面矩形土压平衡顶管隧道开挖引起的地表沉降研究
| 论文题名： | 大断面矩形土压平衡顶管隧道开挖引起的地表沉降研究 |
| 关键词： | 地表沉降;大断面;土压平衡;隧道开挖;数值模拟 |
| 摘要： | 修建地下过街通道时采用大断面矩形土压平衡顶管顶进工法所引起的地表沉降一直是岩土工程领域技术工作者所关注的热点与难点之一。矩形土压平衡式顶管顶进工法是利用土压平衡式矩形顶管机完成隧道的施工,这种结构断面比较合理,可以减少土地征用量和掘进面积,也降低了工程的造价。 根据对已有研究成果分析,发现软土地区使用顶管法施工的小断面圆形市政管线理论研究成果及工程应用隧道工程较多,而基于砂性土地层条件下大断面土压平衡矩形顶管法修建隧道的工程实践及相关理论研究成果较少,仍处于经验探索阶段。 本文采用现场监控量测、理论分析、数值模拟等研究方法对砂性土地层中大断面矩形土压平衡顶管法顶管法对地表沉降的影响作了系统研究,得到以下主要结论: (1)顶管施工中应该严格控制各施工参数,严格控制顶进的纠偏量,做到均衡施工并保持注浆的连续、均匀性,减小施工对地面的影响; (2)在砂性土中进行顶管施工时,顶进速度不宜过快,宜控制在5mm/min;土压力宜控制在0.08~0.12MPa之间;顶推力增长不宜过快,增长率每增加一节管节宜控制在164kN; (3)通过对实测数据的分析,在圆砾土中开挖大断面地下通道,其横向影响范围为-5m~5m,在此区域内沉降槽体积占到总体积的90％左右; (4)Peck公式对圆砾地层中顶管施工引起的地表沉降的预测时,建议公式中地层损失率Vl取0.4%~0.65%,沉降槽宽度参数K取值范围为0.3~0.45; (5)通过对顶管施工的模拟发现施工过程中横向影响范围为-5m~5m,纵向影响范围为-2.5m~﹢8.0m;相同断面尺寸时地表沉降值随覆土厚度的增加而减小,覆土深度不变时地表沉降值随断面尺寸的增加而增加;并建议覆土深度不小于开挖面高度。 通过对大断面矩形土压平衡顶管顶进工法隧道施工引起的地表沉降的系统性研究,可为包头市将来繁华闹市区行人过街问题、其它地下通道的建设提供示范效应及积累宝贵的经验,将具有重要的工程实用价值及理论意义。 |
| 作者： | 崔芳静 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王英浩;许有俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 内蒙古科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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