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《洞樁法及crd工法地鐵施工對(duì)地表沉降影響研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、ClassifiedIndex:TU745.3U.D.C.:624DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringSTUDYONGROUNDSETTLEMENTDUETOSUBWAYCONSTRUCTIONWITHCAVERN-PILEANDCRDMETHODCandidate:WangShaojunSupervisor:Prof.LiuZongrenAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpeciality:StructuralEngineeringAffil
2、iation:SchoolofCivilEngineeringDateofDefence:Decmber,2007Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要隨著城市化進(jìn)程的加快,為解決城市交通問題,地鐵工程在我國蓬勃發(fā)展,預(yù)計(jì)21世紀(jì)初至中葉將是我國大規(guī)模建設(shè)地鐵的年代,與此同時(shí)也涌現(xiàn)出大量的巖土工程和施工技術(shù)問題需要解決。在繁華城市修建地鐵隧道工程,施工引起的地面沉陷可能危及周圍建筑和地下管線設(shè)施等的安全,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡,引起不良的社會(huì)影響。因此,如何防止
3、隧道施工過程中地面坍塌,可靠地預(yù)計(jì)并有效地控制施工所引起的地面沉陷從而保護(hù)結(jié)構(gòu)沿線建筑物和地下管線的安全,已成為城市地鐵工程建設(shè)中必須解決的重要課題。在城市中利用淺埋暗挖法進(jìn)行地鐵車站隧道施工,尤其在地下管線密集的環(huán)境中進(jìn)行暗挖施工,結(jié)構(gòu)進(jìn)入承壓水層,結(jié)構(gòu)斷面大,且車站與洞室相距較近、施工工序多、節(jié)點(diǎn)多等復(fù)雜條件下,如果施工期間采取的沉降控制,防沉,防塌等措施不當(dāng),極容易塌方,引起地面沉降,危及鄰近建筑物及地下管線的安全。因此本文總結(jié)分析了城市地鐵車站及區(qū)間隧道的各種施工方法,詳細(xì)研究了采用CRD工法與洞樁法施工區(qū)間隧道與車站所引起的地表沉降的預(yù)計(jì)中,
4、隧道的開挖支護(hù)施工過程以及各種支護(hù)措施的力學(xué)效果。針對(duì)地下工程施工引起土體變形過程的非線性特點(diǎn),以地表沉降作為施工控制目標(biāo),結(jié)合相關(guān)有限差分理論,對(duì)于地鐵車站及區(qū)間隧道開挖、支護(hù)和襯砌的施作提出了相應(yīng)的模擬方法,利用非流—固耦合原理實(shí)現(xiàn)了在淺埋暗挖施工地下結(jié)構(gòu)中地下降水的模擬并建立了施工動(dòng)態(tài)數(shù)值分析模型。通過與實(shí)際工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析驗(yàn)證了模型的有效性,探討了洞樁法施工車站中洞與CRD工法施工區(qū)間隧道時(shí),不同施工工序?qū)Φ乇沓两狄约八轿灰频挠绊懸?guī)律。對(duì)洞樁法與CRD法交叉施工過程中導(dǎo)洞內(nèi)護(hù)壁樁的力學(xué)效應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析,論證了洞樁法與CRD工法暗挖施
5、工有效地控制了地表沉降保證地下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的作用??偨Y(jié)了地下結(jié)構(gòu)拱頂及周邊建筑物的沉降規(guī)律,給出了各工序下拱頂沉降的控制標(biāo)準(zhǔn)建議值。由于土體材料本身具有應(yīng)變軟化特性,失穩(wěn)破壞首先開始于土體內(nèi)最薄弱的區(qū)域,逐漸擴(kuò)展,在滑裂面的形成直至達(dá)到整體破壞之前,常伴隨著相當(dāng)大的豎向和側(cè)向變形。因此淺埋暗挖法施工地鐵車站及區(qū)間隧道,分析土體穩(wěn)定性,控制圍巖變形是設(shè)計(jì)施工的核心問題。本文結(jié)合強(qiáng)度折減理論,提出利用強(qiáng)度折減的有限差分法分析評(píng)價(jià)在城市地鐵隧道施工中土層的穩(wěn)定-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文性及其可能的破壞模式,得到了采用中隔壁與洞樁法交叉施工地鐵車站過程
6、中,土體可能失穩(wěn)的破壞區(qū)域,并給出了開挖界面施工完畢體系獲得平衡后,該條件下的安全系數(shù)。分析總結(jié)了地鐵隧道施工對(duì)地下既有管線影響的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及方法,通過三維數(shù)值模擬得出了該工程隧道施工中混凝土管道沉降與地表沉降的關(guān)系,管道應(yīng)力分布狀態(tài),預(yù)測(cè)了管線的安全狀態(tài),提出了施工期間管線安全隱患的范圍,為實(shí)際施工提供了指導(dǎo)作用,進(jìn)一步明確了施工目標(biāo)。關(guān)鍵詞CRD工法;洞樁法;地鐵車站;區(qū)間隧道;地表沉降-II-AbstractAbstractWithdomesticcitiesandtownsprogressfasterandfaster,undergroundde
7、velopquickly.Itispredictedthatagreatdealofurbanmetroatearly-middleperiodforegroundnowadays,inthe21stcenturythatwillbeconstructedonflourishundergroundengineeringandatthesametimemanygeotechnicalproblemswillalsocomeforth.Largelandsubsidenceinducedbymetrotunnelingcanleadtothatroadsu
8、rface,buriedpipelinesandbuildingsandsoonaredama