地铁暗挖隧道与近接既有桥桩施工相互影响研究

摘要

随着城市化的进程,我国地铁建设蓬勃发展,地铁隧道的近接施工问题越来越引起人们的高度重视。就目前来说,解决地铁隧道的近接施工问题不仅可以确保地铁隧道和建筑物的安全,而且可以促进地铁建设的发展。作者使用FLAC3D对地铁隧道开挖进行数值模拟,并且在现场进行施工监测。通过对模拟数据和实测数据的分析比较,系统了研究了地铁隧道和邻近桥桩的相互影响。 主要研究内容有： (1)系统的归纳了地铁近接施工问题的研究方法,阐述了地铁开挖过程中桩基础的受力和变形状态、桩基础作用下隧道结构受力和变形状态。介绍了隧道支护结构设计的力学模型,隧道近接施工中桩基础加固的具体方法。 (2)结合北京地铁十号线第七标段健德门站暗挖隧道的施工过程,对隧道开挖过程进行了三维FLAC数值模拟,对隧道支护结构内力与变形进行分析,以及支护结构内力和围岩压力随隧道开挖和距离桥桩远近而造成的变化情况。利用FLAC程序分析在有桥桩情况下,地铁隧道开挖过程中的变形情况；地铁隧道开挖过程中,桥桩在有加固情况下和无加固情况下的变形情况。 (3)通过对北京地铁十号线第七标段健德门站暗挖隧道的施工监测,得到隧道支护结构内力和围岩压力随时间和工况变化的曲线,掌握隧道变形情况,并且结合数值模拟成果总结地铁隧道施工中支护结构的内力与变形、围岩的压力与变形的规律,为判断隧道稳定安全提供参考数据,并为以后类似工程提供技术参考。 主要研究结论有： (1)仰拱部位是支护结构受力的重点部位,在隧道支护设计中应该给予足够的重视。 (2)隧道开挖的辅助性施工措施可以明显改善拱顶的受力状况,对于隧道开挖的安全进行有积极的意义。 (3)既有的桩基础会对邻近隧道的变形产生重大的影响,改变隧道支护结构原有的受力情况,在隧道支护设计中要给予充分的考虑。 (4)不同的施工方法也会对是支护结构受力产生影响,在隧道支护设计中应该给予考虑。 (5)桩基会对地铁隧道的变形的对称性产生影响。

目录

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声明

第1章绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.2.1地铁隧道对邻近建筑物桩基影响的研究现状

1.2.2建筑物桩基对地铁隧道影响的研究现状

1.2.3研究现状总结

1.3本文研究思路及内容

1.3.1本文研究的思路

1.3.2本文研究的内容

第2章隧道支护结构与桩基础相互作用机理及工程加固方法

2.1支护结构的力学作用分析

2.1.1荷载反力模型

2.1.2收敛约束模型

2.1.3连续体模型

2.1.4工程类比模型

2.2桩土相互作用分析

2.2.1理论分析法

2.2.2试验方法

2.3隧道开挖对近接桩基影响分析

2.4工程加固方法

2.4.1托换加固法

2.4.2注浆加固法

2.4.3隔断加固法

2.4.4其他加固法

2.5小结

第3章北京地铁十号线健德门站暗挖隧道建模分析

3.1工程概况

3.1.1工程简介

3.1.2场地周围环境条件

3.1.3工程地质情况

3.1.4地下水情况

3.2隧道支护方案

3.2.1支护结构形式

3.2.2降水方案

3.2.3开挖及施工方案

3.3桥桩保护方案

3.3.1地面加固措施

3.3.2地下加固措施

3.4数值模拟的模型建立和主要参数选取

3.4.1有限差分方法简介

3.4.2 FLAC程序简介

3.4.3计算模型的确定

3.4.4模型参数

3.5数值模拟过程

3.6数值模拟结果分析

3.6.1近接桥桩的模拟结果分析

3.6.2暗挖隧道的模拟结果分析

3.7小结

第4章北京地铁十号线健德门站现场监测及成果分析

4.1监测方案

4.1.1钢拱架轴力

4.1.2围岩接触压力

4.1.2桥桩倾斜

4.2监测仪器设备及实施过程

4.3监测结果及分析

4.3.1钢拱架轴力

4.3.2围岩接触压力

4.3.3桥桩倾斜

4.4监测信息反馈

4.4.1钢拱架轴力信息反馈

4.4.2围岩接触压力信息反馈

4.4.3桥桩倾斜信息反馈

4.5小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢