热力隧道盾构法关键施工技术研究

摘要

随着我国国民经济的飞速发展和城市化建设的日益加快，使得具有节能、卫生、环保等优势的集中供热事业得到长足发展，其中热力隧道也解决了地下管线安全、混乱的问题，热力隧道多采用浅埋暗挖等施工方法，盾构法在热力隧道中应用较少。本文依托《热力盾构法施工关键技术研究》课题，结合东北热电中心配套热网北线电厂至青年路（东坝中路-首都机场第二通道）和东北热电中心配套热网北线（首都机场-温榆河大道）热力管线工程11＃、18＃、24＃、26＃竖井施工方案，依据盾构隧道现场工程实际，参照变形实测数据，通过FLAC3D专业地下岩土工程类分析软件，采用地层结构模型，对热力盾构隧道相关施工技术进行研究，重点研究内容如下:
　　(1)分析先井后隧两种不同施工方案在不同部位的受力变形特点以及盾构隧道开挖影响范围;
　　(2)分析先隧后井两种不同施工方案在不同部位的受力变形特点;
　　(3)分析现场监测数据，结合数值模拟结果，分析不同施工方案受力变形性能。
　　(4)分析竖井内管片拆除期间，四种不同加固范围情况下，周围岩体、喷混以及管片本身受力变形特点。
　　取得的主要研究成果如下:
　　(1)先井后隧盾构前施加二衬的方案受力变形优于先井后隧盾构后施加二衬的方案，盾构开挖的影响范围也小于盾构后施加二衬的方案。
　　(2)先隧后井两种不同的施工方案中，先施做围护桩的受力变形性能较好。
　　(3)通过数值模拟分析结果，结合先井后隧和先隧后井施工方案现场施工难度，给出建议施工方案，为以后相似工程提供参考依据;对施工工期要求不严的时候建议采用先井后隧盾构前施加二衬方案，工期紧的时候建议合理组织先井后隧盾构前施加二衬、先井后隧盾构后施加二衬和先隧后井先施作围护桩三种方案，尽量避免先隧后井后施作围护桩方案。
　　(4)管片拆除时，采用井字撑进行支护，建议采用加固8环管片长度的加固方案。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的及意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外热力隧道发展现状

1．3．2 国内热力隧道发展现状

1．4 本文的研究内容和方法

1．4．1 研究的主要内容

1．4．2 研究技术路线

2 热力检查井与隧道接驳方案

2．1 依托工程概况

2．1．1 工程地理位置

2．1．2 工程地质条件

2．1．3 工程水文条件

2．1．4 工程选用盾构机型

2．2 依托工程特点、难点分析

2．3 热力检查井和隧道施工方案介绍

2．3．1 先井后隧施工技术方案

2．3．2 先隧后井施工技术方案

2．4 本章小结

3 先井后隧施工方案结构受力变形分析

3．1 概述

3．2 数值模拟模型的建立

3．2．1 数值模型

3．2．2 计算参数

3．2．3 边界条件及基本假定

3．3 先井后隧施工方案数值模拟分析

3．3．1 先井后隧地表位移规律对比分析

3．3．2 先井后隧盾构管片位移规律对比分析

3．3．3 先井后隧围护桩侧移规律对比分析

3．3．4 先井后隧沉降槽位移规律对比分析

3．3．5 先井后隧地表应力规律对比分析

3．3．6 先井后隧喷混应力规律对比分析

3．3．7 先井后隧管片应力规律对比分析

3．4 现场监测分析

3．4．1 地表监测位移分析

3．4．2 盾构管片监测位移分析

3．5 本章小结

4 先隧后井施工方案结构受力变形分析

4．1 概述

4．2 先隧后井施工方案位移分析

4．2．1 先隧后井地表位移规律对比分析

4．2．2 先隧后井管片位移规律对比分析

4．2．3 先隧后井围护桩侧移规律对比分析

4．2．4 先隧后井沉降槽位移规律对比分析

4．3 先隧后井施工方案应力分析

4．3．1 先隧后井地表应力规律对比分析

4．3．2 先隧后井管片应力规律对比分析

4．4 现场监测分析

4．4．1 地表监测位移分析

4．4．2 盾构管片监测位移分析

4．5 本章小结

5 热力竖井段管片拆除技术

5．1 概述

5．2 管片拆除方案研究

5．2．1 临近拆除段的管片支撑方案分析

5．2．2 管片拆除技术

5．3 不同加固范围位移分析

5．3．1 不同加固范围地表位移规律对比分析

5．3．2 不同加固范围管片位移规律对比分析

5．3．3 不同加固范围围护桩侧移规律对比分析

5．3．4 不同加固范围沉降槽位移规律对比分析

5．4 不同加固范围应力分析

5．4．1 不同加固范围地表应力规律对比分析

5．4．2 不同加固范围喷混应力规律对比分析

5．4．3 不同加固范围管片应力规律对比分析

5．5 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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