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原文传递北京地区浅埋暗挖引起的地表沉降及其控制标准的研究

论文题名：	北京地区浅埋暗挖引起的地表沉降及其控制标准的研究
关键词：	地铁工程;浅埋暗挖法;地表沉降;控制标准;群洞效应;地层变形;数值模拟;结构受力
摘要：	隧道城市地铁工程在我国的蓬勃发展，预计21世纪初至中叶将是我国大规模建设地铁的年代，与此相关，也会涌现出大量的岩土工程技术问题需要解决。在市区修建地铁隧道工程，施工所引起的地面沉陷将有可能危及周围建筑设施和地下管线等的安全，造成严重的经济损失和社会影响。因此，如何在城市地下工程施工过程中防止地层坍塌，保证支护结构的安全并可靠地预计和有效地控制施工所引起的地面沉陷以保护工程沿线建筑物和地下管线的安全，已成为城市地铁工程建设中必须解决的一项重要课题。本文通过对北京地铁五号线和十号线的区间和车站现场监测资料的概率统计分析以及对典型区间隧道和车站的数值模拟分析得出： ①总结了北京典型地层条件下浅埋暗挖法隧道开挖引起的地层变形的机理和规律，对地层变形的整个过程进行了详细的描述，总结了浅埋暗挖法施工的原理，以及支护设计的特点和方法。 ②对地铁10号线和5号线区间及车站地表沉降监测数据进行数理统计分析，从概率统计的角度得出基于不同结构跨度的地表沉降控制标准建议值。改变了以往单一30mm这一控制标准的局面。同时结合调研到的地铁十号线和五号线区间和车站的地表沉降监测资料．拟合出了北京地区采用浅埋暗挖施工的区间隧道和车站的地表沉降槽曲线，对北京地区浅埋暗挖法施工地层损失率特点和地表沉降槽宽度参数进行了较为深入的研究，得出了北京地区地层损失率分布特点及地表沉降槽宽度随埋深变化规律及相关结论。 ③通过回归分析和数值模拟，研究了埋深对地表沉降槽相关参数的影响。得出地表最大沉降值、地层损失率和地表沉降槽反弯点距离随埋深变化的规律，找到了采用浅埋暗挖法施工的标准断面区间隧道在不采用辅助工法的条件下对地表不产生影响的极限埋深。研究了埋深对初期支护结构受力的影响，得出了初期支护结构不同位置弯矩随埋深变化的规律，进而分析得出地层拱结构存在的埋深范围。通过进一步研究分析不同埋深下地层中各点沉降曲线的特点，得出了地层拱结构在不同埋深下存在的位置，以及其位置随埋深变化的规律。 ④通过数值模拟，基于新的控制标准下，对黄庄车站复杂群洞施工开挖工法进行了优化分析，从空间位置上对各种群洞进行了分类，建立了群洞施工工法优化的思路体系，并分别对各种群洞施工产生的地层变形规律进行了研究。重点从控制地层变形和初期支护结构受力安全的角度对平面上的群洞施工进行了优化，结合工程实际得出了最优化的开挖工法，同时也验证了在新控制标准范围内大跨度地铁结构群洞施工过程中初期支护结构受力是安全的，从而对控制标准的制订给予了理论上支持。
作者：	吴介普
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	张顶立
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文