详情

原文传递复合式TBM支护及沉降控制技术研究

论文题名：	复合式TBM支护及沉降控制技术研究
关键词：	复合式TBM;隧道结构;沉降控制技术;有限元分析;管片拼装方式
摘要：	随着我国城镇化进程的加快，城市用地和交通拥堵已成为制约城市发展的重要制约因素，城市地铁成为解决这一制约的重要手段之一。研究地铁修筑或开挖过程中的地下结构力学行为及对周边建筑物的影响是非常重要的。　　本文以重庆轨道交通六号线复合式TBM开挖为项目依托，研究了复合式TBM开挖的隧道的合理埋深，管片结构的内力，以及穿越建筑结构的内力变形，主要研究内容和创新成果如下: 　　(1)地表沉降变化规律:沿着隧道轴向正上方地表面向两侧呈正态分布，即远离隧道拱顶的围岩，受到的干扰越小，符合派克公式的规律。此外还得到以下分析结论: 　　①围岩的沉降大小和距开挖掌子面的距离有关，距离越近沉降越明显，但随着掌子面的前进，管片支护及注浆等措施的应用，围岩的位移变化有明显的减少;②根据数值模拟结果，并参考相关文献认为砂岩中合理埋深为大于D;③模拟计算结果看，隧道位于填土中时，当TBM穿越相对软弱的填土段中合理埋深应大于2D。　　(2)复合式TBM开挖的隧道为管片结构。影响管片的结构受力与变形的因素分为三类:管片因素包括结构的刚度、管片厚度、管片外半径、管片宽度;地质条件和施工因素，包括拼装方式——通缝与错缝，以及管片关键块的位置。分析得到以下结论: 　　①管片的内力与变形，与管片厚度呈线性关系，变化平缓，变化范围30％之内;管片宽度对管片内力变形的影响:错缝拼装为先增加后减小后，渐趋于平稳，1.2m通缝拼装先增加后到平稳;管片半径对管片的内力变形的影响为:先减小后增加，通缝拼装较错缝拼装变化平缓，半径为2.5m时管片的内力变形较小。②结构产生的内力与变形，较通缝拼装的大，一般情况为10％～20％范围内;关键快的位置是调整管片在拼装过程产生的误差，以及曲线隧道调整，同时其内力的变化为波浪形的变化，不同的内力变形的变化范围不同，一般在20％以内。　　(3)当围岩不稳定，有开挖面坍塌、有地表下沉或下陷的可能，应根据围岩的条件、盾构的方法，及周边的环境，采用气压、降低水位、注浆等几种方法维持围岩的稳定性盾构施工引起地表沉降的因素相当复杂很难准确计算和预测。因此盾构施工时必须实行实时监测与实时控制，以随时了解地面沉降信息，以便及时采取有效措施，以达到控制沉降和减少损失的目的。　　(4)下穿建筑物的隧道结构受建筑物的影响的位置分为三类:建筑物前面的一组管片，建筑物的正下方的管片，建筑物下正中的一组管片。通过对这三个位置的管片受力分析，模拟得出:不同位置的管片受力、变形受地层性质的影响，地层越好结构受到的建筑物的影响越小;不同的位置管片受力变形不一致，建筑物下前面的管片受建筑物的影响较大，在建筑下的影响较小。结构的内力在洞口处开挖方向的位移变化较为明显，开挖端口与终止出现最值。径向最值位移发生在:拱顶、拱底与端口;环向内力变形的最值基本发生在:45°、135°、-135°、-45°与端口处;轴向位移发生处与环向不同:第4组管片的0°与180°处。
作者：	李汶洋
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	梁波
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文