基于沈阳地铁盾构施工引起的区间变形控制研究

论文摘要

随着我国经济的发展,人口的增加,城市传统交通拥堵变得越来越严重。建设地铁成为人们解决拥堵问题的重要途径之一,盾构法隧道施工以其安全性、便捷性、速度快以及对地面影响小等特点被广泛应用到地铁建设中。但是由于很多时候地质情况复杂和施工水平有限,地表沉降问题让工程师们不得不面对。怎么控制地表沉降是人们在地铁隧道掘进中急需解决的一个关键问题。本文首先以沈阳地铁9号线沈苏西路站～胜利南街站B区间下穿盾构隧道区间为研究背景,在国内外分析盾构法对地面沉降影响分析成果的基础上,结合沈苏西路站～胜利南街站B区间下穿盾构隧道现场调查的情况,因该盾构区间难度较大,沉降控制较敏感,为准确掌握盾构区间的实际盾构参数,特开展针对性盾构试验段,从后期的观测结果来看,试验段的设置是十分有必要且成功的。其次为慎重起见,本文根据项目的实际情况,采用有限元软件Plaxis对隧道掘进过程进行数值模拟分析。在盾构模拟过程中,对不同土层厚度的盾构开展模拟,得出在不同土层厚度及盾构封闭情况下的隧道拱顶沉降、隧道周边收敛、地表沉降的变化规律,经与盾构试验段的实际沉降进行对比分析,其沉降变化曲线基本一致,印证了数值模拟软件的科学性和合理性,为下穿沈苏西路站～胜利南街站B区间盾构区间时所采用的沉降控制措施的提出,提供了可靠的模拟手段。最后本文在分析了沈苏西路站～胜利南街站B区间下穿盾构区间的各类影响因素后,根据盾构试验段及数值模拟分析结果,提出了在下穿沈苏西路站～胜利南街站B区间及哈大客专马总屯大桥桩基等沉降敏感区间时的地表沉降控制措施,在确保本工程安全顺利实施的情况下,也为类似工程地质条件下盾构掘进的地步沉降控制技术的进一步发展做出更有意义的借鉴。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究的背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 关于开挖面稳定性研究现状
•     1.2.2 关于地表沉降预测研究现状
•   1.3 主要研究内容
•   1.4 本文研究的方法及技术路线
• 2 沈阳地铁9号线沈苏区间段隧道工程概况
•   2.1 沈阳地铁9号线沈苏区间段隧道工程基本信息
•     2.1.1 沈苏西路站～胜利南街站B区间概况
•     2.1.2 哈大客专铁路桥、沈大铁路框构桥概况
•   2.2 沈阳地铁9号线沈苏区间段隧道工程地质条件
•     2.2.1 地质概况
•     2.2.2 水文地质情况
•   2.3 沈阳地铁9号线沈苏区间段隧道工程特点及难点
•     2.3.1 工程特点
•     2.3.2 工程难点
•   2.4 本章小结
• 3 沈阳地铁9号线沈苏区间段隧道工程土层变形试验研究
•   3.1 试验内容及试验方法
•     3.1.1 试验内容
•     3.1.2 试验点布置
•     3.1.3 试验的方法
•     3.1.4 试验仪器的主要技术指标
•   3.2 试验结果及分析
•     3.2.1 地表沉降结果及分析
•     3.2.2 隧道内拱顶沉降结果及分析
•   3.3 本章小结
• 4 沈阳地铁9号线沈苏区间段隧道工程开挖数值模拟分析
•   4.1 有限元Plaxis介绍
•     4.1.1 土体模型
•     4.1.2 板单元
•     4.1.3 梁单元
•     4.1.4 界面
•   4.2 工况分析
•   4.3 模型建立
•   4.4 隧道盾构法施工时间效应分析
•     4.4.1 工况1隧道距地面20m
•     4.4.2 工况2隧道距地面30m
•   4.5 隧道盾构法施工空间效应分析
•     4.5.1 工况1隧道距地面20m
•     4.5.2 工况2隧道距地面30m
•   4.6 工况对比与分析
•     4.6.1 隧道盾构法施工时间效应分析
•     4.6.2 隧道盾构法施工空间效应分析
•   4.7 本章小结
• 5 沈阳地铁9号线沈苏区间段隧道工程盾构法施工沉降控制技术应用与分析
•   5.1 超前地质预报技术
•   5.2 盾构法施工沉降控制工艺
•     5.2.1 盾构掘进模式的选择
•     5.2.2 盾构刀具的使用与维护
•     5.2.3 合理确定盾构施工参数
•   5.3 盾构法施工沉降控制措施
•     5.3.1 纵向平行穿越建/构筑物沉降控制措施
•     5.3.2 纵向下穿铁路框构桥沉降控制措施
•     5.3.3 纵向下部穿越特殊土层沉降控制措施
•   5.4 实测盾构法施工沉降数据整理与分析
•     5.4.1 地表沉降观测
•     5.4.2 周边收敛与拱顶沉降观测
•     5.4.3 数据整理与分析
•   5.5 实测盾构法施工沉降数据与数值模拟结果对比与分析
•   5.6 本章小结
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 作者简介
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吴海鹏

导师: 赵俭斌,陈殿强

关键词: 盾构施工,地表沉降,数值模拟,顺利实施

来源: 沈阳建筑大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,铁路运输,建筑科学与工程

单位: 沈阳建筑大学

分类号: U231.3;TU433

DOI: 10.27809/d.cnki.gsjgc.2019.000245

总页数: 72

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