盾构隧道穿越内陆河浅覆土层厚度的计算分析研究

摘要

由于我国经济的不断发展，城市对隧道建设的需要日益显著，隧道建设成为当前研究的重要课题，我国复杂的地理环境不断地对隧道技术的发展提出更高的要求。盾构隧道下穿内陆河时，由于隧道坡度不宜过大一般会导致上覆土厚度较小，此处浅覆土受施工的扰动较大，处理不当可能会引起不必要的工程事故，因此对上层浅覆土的研究是解决此类工程问题的关键。本文依托于江阴市澄江西路二期工程，参考大量相关文献，对盾构隧道穿越内陆河处浅覆土的相关机理进行探讨和研究，并用Abaqus有限元分析软件对盾构推进过程进行模拟，并与实际工程进行比较，提出具有可操作性的上层土加固措施。具体工作如下：
　　首先，探讨隧道上层浅覆土受盾构施工的扰动机理和其破坏机理，在前人研究的基础上对引起土体扰动的四个阶段进行验证，得出软土地层施工中不同阶段对土体扰动程度比例。
　　其次，工程中隧道在浅覆土下发生上浮分为“静态上浮”和“动态上浮”。现有计算浅层上覆土厚度的计算公式只考虑施工后静止状态下覆土的受力状态，未考虑施工时注浆压力对上覆土层的扰动，在实际工程中偏于危险，可能会引起不必要的工程事故。本文在现有最小覆土厚度计算公式基础上增加土层所受注浆压力而得出改进的计算公式，讨论c、?、管片外径R、注浆液重度和注浆压力对改进的计算公式与现有计算公式的影响，并论证其合理性。
　　此外，通过有限元分析软件依据刚度迁移原理，模拟隧道开挖的推进过程，计算出隧道开挖过程中的受力及变形分布，探讨不同覆土厚度下隧道开挖对上层覆土影响程度，比较不同覆土厚度下开挖隧道的受力和变形分布，得出此工程的最小覆土厚度，并与理论计算进行比较。
　　最后，探讨加固浅覆土的施工技术措施，并提出适合本工程的加固上层浅覆土的技术措施，并得到实际工程的验证。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1盾构隧道穿越内陆河研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文研究内容及主要工作

第二章 盾构隧道施工对上层浅覆土的影响

2.1盾构法施工方法简介

2.2盾构法壁后注浆

2.3盾构施工对上覆土层扰动机理

2.4盾构隧道穿内陆河施工风险

第三章 上覆土层厚度计算方法的分析研究

3.1极限覆土厚度计算方法介绍

3.2考虑注浆压力影响的计算方法

3.3改进计算方法的合理性分析

3.4工程实例验证

3.5受扰动的上覆土层可采取的控制措施

第四章 盾构穿越内陆河监测方法

4.1工程背景

4.2盾构穿越内陆河监测方案

4.3监测结果及分析

第五章 有限元数值模拟分析

5.1有限元分析软件ABAQUS简介

5.2模型的建立及参数的选取

5.3数值模拟结果及分析

第六章 结论与展望

6.1主要结论

6.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢