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北京地铁盾构施工沿线地下管线(道)变形损伤特征与安全控制
| 论文题名： | 北京地铁盾构施工沿线地下管线(道)变形损伤特征与安全控制 |
| 关键词： | 地铁隧道;盾构施工;数值模拟;地下管线;变形损伤特征;安全控制 |
| 摘要： | 随着我国城市化进程的不断加快，地铁建设越来越受到人们的重视。盾构法以其诸多优势成为城市地铁隧道采用较多的施工方法。但工程实践表明，尽管盾构施工技术发展比较成熟，盾构施工仍不可避免地会对岩土体产生扰动，引起隧道周围地层沉降变形，进而传递到邻近管线，使邻近管线受到损害。在盾构施工引起邻近管线降变形方面，国内外已取的了大量的理论成果和实践经验。但是近年来盾构施工诱发的地下管道灾害现象仍屡见不鲜。因此，探索盾构施工对邻近管线的影响因素与规律，减少盾构施工引起的地层沉降，确定防止灾害发生的技术措施，最大限度的降低盾构施工对邻近管线的影响，成为一个重要的研究课题。 本文首先从理论方面分析了隧道施工对管线的影响因素，总结出了一些规律和特征。然后以北京地区典型盾构区间为例，采用FLAC30工程分析软件对盾构施工引起邻近管线沉降变形规律与特征进行了数值模拟。最后对国内行业标准、地方标准和国外标准现行的管线安全标准进行分析评价，提出了针对北京地区管线安全使用的技术标准，以及盾构施工对邻管线保护的一些控制措施，并对主要措施进行数值模拟分析。主要结论有： 1、单线地铁隧道盾构施工引起的管道底板横向沉降曲线类似正态分布曲线。 2、在垂直模型计算中，当隧道埋深一定时，地铁隧道盾构施工对管道的影响范围与管道的埋深有关系。管道埋深越浅，影响范围就越小：管道埋深越深，影响范围就越大。 3、从沉降曲线上拐点位置显示，管道与地铁隧道垂直时，地铁隧道对管道的影响范围为隧道轴线中心左右各约25米。 4、数值模拟主应力等势线图中显示，管道底部应力值为正，管道顶部为负值，说明管道底部拉张，管道顶部受压。但管道正中两侧也存在大量的拉张区域。符合隧道开挖对管道的影响规律。 5、在平行模型计算中，管道底板位移基本上呈整体下沉的趋势。当隧道位置一定时，管道距隧道越近，管道位移值越大；管道与隧道距离逐渐增大时，管道位移值逐渐变小。当间距达到24米时候，管道地板位移值基本上趋于零。因此，在北京地区类似本文地质条件和施工条件，当管道轴线与隧道轴线距离超过24米，可以不考虑隧道施工对管道的影响。 6、本文提出了管线弯曲度的概念，用于表针受隧道顶部弯曲程度较大部位管道(管道轴线垂直与隧道轴线)安全的判断。 7、地层注浆和地下连续墙能有效的控制地下管道的变形，加固效果与加固范围有关系。 |
| 作者： | 刘方元 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 姚爱军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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