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富水小净距交错重叠地铁隧道施工技术研究

作　者: 宁文光
导　师: 黄明利
学　校: 北京交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 地铁隧道富水地层小净距交错隧道重叠隧道注浆加固沉降控制地表抬升
分类号: U455.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 62次
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内容摘要

随着我国经济和交通事业的发展,城市轨道交通在城市发展中发挥着越来越重要的作用。但是,城市地铁修建过程中不可避免地会遇到新建隧道临近或穿越建筑物、市政管网、既有隧道,以及新建隧道互相交错重叠施工等问题。在城市复杂条件下如何保证新建隧道的自身安全,以及如何控制地表沉降、建筑物沉降,已成为城市地铁修建中亟待解决的问题之一。本文基于此,依托“深圳地铁5号线富水复合地层浅埋暗挖地铁施工沉降控制技术”研究课题,采用工程类比、数值模拟(plaxis和ANSYS)以及现场施工监测等方法,深入研究了深圳地铁5号线施工工程中遇到的富水小净距交错重叠隧道的施工方法及变形控制问题,并得到以下成果和结论：(1)利用工程类比和plaxis进行数值模拟,并结合本工程实际情况,采用先开挖下部隧道,再开挖上部隧道的施工顺序更为有利。(2)在研究地铁7号线开挖对地铁5号线的影响时,除了考虑地铁7号线开挖产生的变形绝对值外,还定义了交错重叠隧道开挖相互影响的评价指标η(n),以表征地铁7号线开挖对地铁5号线带来的影响。(3)在采用先下后上的开挖顺序前提下,利用plaxis进行数值模拟,得出交错重叠隧道上下同时施工,掌子面间距大于25m时,交错重叠隧道的相互影响可以忽略,但是掌子面间距过大会延长施工工期。因此,实际施工中地铁5号线和地铁7号线的掌子面间距定为25m。(4)提出了交错重叠隧道修建时,先挖隧道可以不做二衬,后挖隧道即可跟进。通过这种方案,提高了工效,且避免了后挖隧道开挖产生的应力释放、地层变形对先挖隧道二衬结构安全的威胁,同时可以充分发挥初支的作用。但要及时封闭掌子面。从试验段的施工监测来看,这种方案可行。(5)为了减小交错重叠隧道施工给地表以及周边建筑物带来的影响,采用了施工沉降控制技术作为辅助性工法。施工中,采用了洞内注浆加固技术来减小交错重叠隧道开挖的相互影响；采用地表补偿注浆抬升技术和动态注浆跟踪抬升技术,对建筑物以及土体进行加固,减小地表沉降和建筑物的差异沉降。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 引言  11-21
  1.1 问题的提出  11-12
  1.2 依托工程概况  12-18
  1.3 工程难点  18
  1.4 研究内容和方法  18-21
2 交错重叠隧道施工的基础理论  21-41
  2.1 国内外研究现状  21-27
    2.1.1 交错重叠隧道工程实例  21-25
    2.1.2 交错重叠隧道的研究现状  25-27
  2.2 接近度的划分  27-29
  2.3 交错重叠等近接工程的分类  29-32
  2.4 交错重叠隧道开挖后力学机理研究  32-39
    2.4.1 弹性条件下的单一洞室二次应力状态  32-34
    2.4.2 塑性条件下的单一洞室二次应力状态  34-37
    2.4.3 两隧道并行、重叠时的二次应力状态  37-39
  2.5 本章小结  39-41
3 小净距交错重叠隧道施工顺序研究  41-49
  3.1 交错重叠隧道施工顺序的工程类比研究  41-43
  3.2 交错重叠隧道施工顺序的数值模拟研究  43-48
    3.2.1 模型说明  43-45
    3.2.2 塑性区分布  45
    3.2.3 衬砌内力的影响率分析  45-47
    3.2.4 数值模拟结论  47-48
  3.3 本章小结  48-49
4 小净距交错重叠隧道施工参数优化以及结构安全性分析  49-73
  4.1 小净距交错重叠隧道施工步距研究  49-56
    4.1.1 施工步距的数值模拟研究  50-54
    4.1.2 交错重叠隧道开挖相互影响  54-56
    4.1.3 小结  56
  4.2 总体施工方案的确定  56-57
  4.3 单洞施工方案的确定  57-61
    4.3.1 地铁7号线采用微台阶法施工  57-59
    4.3.2 地铁5号线双连拱隧道施工  59-61
  4.4 双连拱隧道中隔壁安全性分析  61-70
    4.4.1 分析目的  61
    4.4.2 荷载结构模型分析  61-66
    4.4.3 地层结构模型分析  66-70
  4.5 本章小结  70-73
5 富水交错重叠隧道施工沉降控制技术  73-95
  5.1 交错重叠隧道相互影响控制技术  73-80
    5.1.1 洞内注浆加固技术  73-75
    5.1.2 加强回填注浆  75-77
    5.1.3 其他洞内加固措施  77
    5.1.4 监测结果分析  77-80
  5.2 建筑物沉降控制技术  80-93
    5.2.1 工程概况  81-82
    5.2.2 影响建筑物沉降的因素  82-83
    5.2.3 地表补偿注浆抬升技术  83-85
    5.2.4 动态跟踪注浆抬升技术  85-88
    5.2.5 监测结果分析  88-93
  5.3 本章小结  93-95
6 结论  95-97
  6.1 主要结论  95-96
  6.2 展望  96-97
参考文献  97-99
作者简历  99-103
学位论文数据集  103

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