山地城市回填土地层大跨浅埋轨道交通隧道修建技术

摘要

合理地开发利用地下空间是要解决城市发展与土地资源不足的矛盾，以促进城市可持续发展的一条非常有效的解决途径。因此修建城市轨道交通日益受到各国的重视。城市轨道交通系统由于受环境的限制，不可避免地要在各种复杂的环境下修建大量的大跨浅埋隧道。
　　 隧道工程施工不可避免地会对岩土体产生扰动，引起隧道周边岩土体的变形。城市隧道工程的显著特点是埋深浅、地质条件差、地表建筑物及地下管线密集。城市隧道工程的这些特点决定了隧道施工中可能会产生较大的变形，并传递至地表。这就会影响地面建筑物的安全及地下管线的正常使用，引起一系列岩土环境问题，从而造成严重的经济损失。如今人们的环保意识不断增强，市区隧道施工引起的地表位移及其对周围环境的影响问题已经越来越引起人们的重视。因此，研究回填土地层浅埋大跨轨道交通隧道修建技术有着重要意义。
　　 本文以重庆市轨道交通三号线华新街～观音桥区间施工环境最复杂的SK11+872～SK11+917.5回填土段暗挖隧道区间段为研究对象，从多个方面分析研究了山地城市回填土地层大跨浅埋轨道交通隧道修建技术，论文主要研究工作和成果如下:
　　 ①、本工程尝试了在回填地层中进行二重管无收缩浆液加固注浆施工工艺，证明了该工艺是改善回填土层力学性质的有效手段，预加固处治后可以显著提高开挖面土体的稳固性，使地层的物理力学指标得到较大提高，有效地控制了土体变形。
　　 ②、根据隧道施工的具体情况，采用数值模拟软件对其进行仿真模拟计算，从而研究分析出施工过程中围岩衬砌的动态力学效应。
　　 ③、全面论述了施工中采用的分层、分块、错步的方法进行隧道开挖，该方法是浅埋暗挖法由大化小、由小成大的设计理念的体现。
　　 ④、研究了环境和隧道受力、变形控制指标，建立了先进的监控量测和信息化施工管理体系。采用现场监控量测手段，对不同开挖阶段的地表沉降、支护变形、受力的规律及结构稳定性进行了分析探讨，判定了结构的稳定性和安全程度。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外施工方法研究现状

1．2．2 隧道开挖过程中围岩稳定性的研究

1．3 依托工程简介

1．4 主要研究内容及研究方法

1．4．1 主要研究内容

1．4．2 拟定研究方法

1．4．3 拟达到的技术经济指标

第二章 WSS双重管无收缩双液注浆加固技术

2．1 研究目的

2．2 工程概况、特点和难点

2．3 围岩注浆方案的选择及确定

2．3．1 注浆的类型

2．3．2 注浆对环境的影响

2．3．3 注浆方案的选择

2．3．4 注浆设计

2．4 注浆施工工艺

2．4．1 施工工艺流程

2．4．2 注浆工艺控制

2．5 注浆效果分析

2．6 本章小结

第三章 隧道开挖支护数值模拟分析

3．1 施工方法及施工工序

3．2 开挖支护数值模拟

3．2．1 非线性问题

3．2．2 弹塑性问题的本构方程

3．2．3 屈服准则

3．3 模型建立与计算分析

3．3．1 模型建立

3．3．2 计算结果分析

3．3．3 拆除临时支护稳定性分析

3．3．4 计算结论

3．4 本章小结

第四章 暗挖隧道开挖与支护技术

4．1 暗洞开挖及初期支护

4．1．1 概述

4．1．2 洞身段掘进施工

4．1．3 支护

4．1．4 支护钢架

4．1．5 回填注浆

4．2 二衬衬砌

4．2．1 概述

4．2．2 施工工艺流程

4．2．3 二衬施工

4．3 本章小结

第五章 隧道信息化监控量测及其成果分析

5．1 监控量测与信息反馈的目的

5．2 信息化施工管理程序

5．2．1 监测信息反馈程序

5．2．2 监控量测资料的分析与预测

5．3 环境控制指标的确定

5．3．1 暗挖隧道施工对周边环境影响的分析

5．3．2 地表沉降控制指标研究

5．3．3 隧道受力及变形控制指标研究

5．4 监测数据及环境控制分析

5．4．1 地表沉降监测结果与分析

5．4．2 隧道变形分析

5．4．3 隧道结构受力分析

5．5 信息反馈及工程措施

5．6 本章小结

第六章 结论及建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

致谢

在学期间发表的论著及取得的科研成果