地铁隧道穿越地裂缝引起的地表沉降规律及控制技术研究

摘要

地裂缝是西安地铁隧道建设过程所必须面临的关键难题，如何正确处理地裂缝问题对地铁隧道安全稳定的影响将是地铁建设过程中的关键所在，因此，进行地铁隧道穿越地裂缝诱发的地表沉降规律及控制技术研宄意义重大。论文依托西安地铁1号线半坡～纺织城区间工程，采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合的方法对隧道穿越地裂缝引起的地表沉降规律进行研究，提出了地表沉降控制措施，指导了工程实践。论文主要工作如下：
　　（1）地裂缝灾害表现形式主要表现为周期性、有限性、方向性、缓变性和累进性、非均衡性和非对称性以及地裂缝灾害的不可抗拒性。地铁隧道无论从荷载还是变形方面都与无地裂缝时表现出较大差异，主要表现在两个方面：①作用于隧道的荷载发生改变；②隧道底面出现了脱空现象。
　　（2）通过对作用于隧道荷载的理论研究，建立了隧道穿越地裂缝的计算模型，并将地裂缝作用下隧道的受力过程分为沉降初期、脱空发展阶段和完全脱空阶段三个阶段。
　　（3）运用FLAC3D软件对隧道穿越地裂缝引起的地表沉降规律进行研究，计算结果表明：隧道拱顶竖向和地表沉降值远远超过规范允许值，隧道上方的电建小区楼房基础变形很大，易造成墙体倾斜甚至倾覆，必须采取合理有效的控制措施。
　　（4）结合西安地铁1号线半坡～纺织城区间暗挖段工程特点，从隧道结构设计、地层加固设计和开挖步骤三方面提出了穿越地裂缝隧道引起的地表沉降控制技术措施。
　　（5）给出了现场监测方案设计，并完成了现场实测。通过分析实测监测数据，结果表明，采取文中提出的控制措施后，整个隧道穿越地裂缝的施工过程能够确保隧道上方道路变形在允许范围之内和电建小区大楼变形得到有效控制，从而保证了隧道上方道路的正常使用和临近楼房的安全稳定；表明提出的控制措施合理且有效。

目录

声明

1绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外的研究现状

1.3研究内容和技术路线

2 地铁隧道穿越地裂缝引起的隧道变形机理

2.1地铁隧道的作用荷载组合及计算

2.2穿越地裂缝带的地铁隧道变形特征分析

2.3穿越地裂缝带的地铁隧道计算模型

2.4穿越地裂缝隧道相互作用分析

2.5掌子面及上覆地层稳定性分析

2.6小结

3地裂缝影响下隧道破坏模式及其防治措施

3.1西安地裂缝基本特征

3.2西安地裂缝影响下地铁隧道破坏模式

3.3地裂缝影响下隧道变形破坏防治措施

3.4小结

4 地铁隧道穿越地裂缝引起的地表沉降规律FLAC模拟

4.1工程概况

4.2有限差分法计算原理

4.3模型建立

4.4计算监测点设置

4.5计算结果分析

4.6小结

5 西安地铁隧道穿越地裂缝引起的地表沉降控制技术

5.1地裂缝与地面沉降的危害

5.2地表沉降控制技术措施

5.3采取控制措施后地表沉降数值模拟

5.4现场监测方案设计

5.5现场监测结果分析

5.6现场监测与数值计算结果对比

5.7小结

6结语

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献