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地下穿越工程微扰动机理分析及控制指标研究
| 论文题名： | 地下穿越工程微扰动机理分析及控制指标研究 |
| 关键词： | 顶管施工;地下穿越工程;微扰动机理;变形规律;施工控制 |
| 摘要： | 随着国民经济和城市建设的大规模发展，三维城市空间的开发利用显得越来越迫切。近年来我国出现了大量新建线路与既有线路发生立体交叉的工程，由于地下穿越方案具有施工期间不阻断既有路线交通，及工期短、较少影响城市环境等优点，越来越受到重视，并得到广泛应用。如何实现地下穿越微扰动施工，已成为近年来的一个研究热点。作为非地面开挖敷设地下管道的一种新施工工艺，顶管施工己成为近年来城市管线建设和改造的主要手段。同时，对顶管施工引起土层变形的规律以及预测控制方法也成为一个重要的研究课题。 本文以上海世博电力隧道工程为依托，在充分了解项管的施工工艺流程及施工机理基础上，通过现场监测、力学分析与数值模拟等手段，全面系统地探讨顶管施工引起的土体反应(应力与位移)及对周围环境的影响，并建立实际施工时重点保护对象的控制指标和预警体系，以及减小环境危害，实现微扰动施工的控制措施，供以后同类工程设计与施工参考。本文具体研究工作包括以下几个方面： 1、结合实际施工特点，分析顶管在顶进施工过程中对土体扰动的力学机理及土体所发生应力应变状态的变化。在既有研究成果的基础上，对受扰动土体进行更加符合实际情况的应力分区，分析扰动区应力状态的变化、扰动区土体性质的变化、地层移动原因及地层移动规律。 2、对施工现场采集和收集到的实测数据，包括地表变形、周边构(建)筑物的变形、地层内水土压力的变化等，进行深入细致的整理和分析，总结特征寻找规律，并依据最小二乘法原理，对实测地表变形数据进行多项式拟合及预测，提出一种利用前期数据和控制目标对施工过程进行安全控制及判断的方法。 3、利用有限元软件对顶管施工引起地表变形的影响进行二维有限元分析，动态模拟顶管及覆盖层深度范围内土体的二维运动，着重研究顶管施工过程中地面超载对于地表沉降的影响，并将结果与监测数据进行对比分析，相互验证。 4、通过收集整理现有规范和标准，对隧道施工沿线保护对象控制指标进行归纳总结。在此基础上，对隧道沿线重点保护构(建)筑物进行保护等级的划分，同时建立新的、更高的、符合微扰动施工要求的控制指标和预警体系，从而为今后类似工程的施工控制提供参考。 5、在分析了各影响因素对周围环境影响程度与影响范围的基础上，提出为减小项管施工作业干扰所带来的环境危害所应采取的有效施工控制措施，尽量减小顶管施工对地面环境的影响，以实现微扰动施工的目标。 |
| 作者： | 张军 |
| 专业： | 隧道及地下建筑工程 |
| 导师： | 丁文其 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学土木工程学院 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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