城市地铁大断面隧道施工监测分析与风险评估研究

摘要

城市地铁的修建已成为当前城市高速化发展的重要标志。伴随着地铁的“高、大、宽、浅”发展趋势，大断面隧道不断涌现。为提高地铁的便捷性，不可避免地出现上下交叉的隧道，这也扩大了新建隧道与已有隧道之间的相互影响。探究大断面隧道及其与临近隧道间的相互影响已成为地下工程研究的重要内容。本文以哈尔滨地铁一期工程“哈尔滨南站至农科院站”区间的临近隧道的大断面隧道为背景，对施工过程中隧道围岩变形进行施工监测和数值模拟，并对隧道施工安全风险进行评估。主要的研究内容为：
　　（1）对现场监测数据进行整理，得到了地表沉降、拱顶沉降和水平收敛的变化曲线图，并对变化规律进行了分析。结果表明：地表沉降具有一定的规律，基本符合Peck沉降曲线图；拱顶沉降与地表沉降表现出了一致性；先开挖的导洞最终沉降量最大，说明开挖其他导洞时对该位置沉降有一定的影响。
　　（2）采用ANSYS软件对大断面隧道的双侧壁导坑法的施工过程进行了数值模拟，分析了在对每个导洞开挖时，土体和初期支护的位移和应力的变化状态。研究表明：中上导洞开挖时引起的地表沉降、拱顶沉降和水平收敛变化量最大，且应力比较大的区域主要在拱顶、拱腰和拱脚部分。
　　（3）通过对现场隧道风险辨识可知，临近隧道之间的影响是施工风险评估的重点对象。据此应用肯特指数法和模糊数学法对临近隧道的隧道施工风险等级进行了分析和评估。两种方法的风险评估结果均为中度，说明两种方法在评估结论上具有一致性。

目录

第一章 绪 论

1.1选题背景及研究意义

1.2国内外大断面隧道研究现状

1.3本文研究内容与方法

第二章 大断面隧道施工监测及数据分析

2.1哈铁一号线工程概况

2.2工程与水文地质

2.3大断面施工方法

2.4监测设计原则

2.5监测项目与测点布设

2.6 监测数据分析

2.7 章节小结

第三章 大断面隧道开挖方法模拟分析与成果对比

3.1 概述

3.2 隧道开挖模拟

3.3 成果对比分析

3.4 章节小结

第四章 大断面隧道施工安全与风险评估

4.1工程项目施工风险机理及评估方法

4.2大断面隧道风险评估

4.3章节小结

第五章 结 论

5.1论文结论

5.2不足与展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要研究成果

致谢

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