盾構(gòu)隧道下穿施工對(duì)既有橋梁樁基礎(chǔ)的影響及其控制技術(shù)研究

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1、StudyontheEffectofConstructionthatShieldTunnelDown-traversingthePileFoundationofExistingBridgeandItsControlTechnologyAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HanQiushiSupervisor：Prof.FengZhongjuChang’anUniversity,Xi’an,China摘要近年來(lái)地下交通的極大發(fā)展使得地鐵線(xiàn)路日益網(wǎng)絡(luò)化、

2、規(guī)模化，地鐵線(xiàn)路與既有公路橋梁交叉的情況愈發(fā)常見(jiàn)。目前，國(guó)內(nèi)外尚缺乏盾構(gòu)隧道下穿樁基礎(chǔ)工程的相關(guān)技術(shù)規(guī)范，相關(guān)學(xué)者雖已對(duì)盾構(gòu)隧道下穿既有橋梁樁基礎(chǔ)工程問(wèn)題開(kāi)展了大量研究工作，但由于盾構(gòu)施工技術(shù)工藝、穿越形式和地質(zhì)條件的復(fù)雜性以及現(xiàn)有研究水平的局限性，取得的研究成果尚不系統(tǒng)，有待進(jìn)一步研究。論文依托廣佛環(huán)線(xiàn)沙堤隧道下穿佛開(kāi)高速公路汾江大橋?qū)嶓w工程，采用資料調(diào)研、理論分析與數(shù)值仿真計(jì)算等方法研究盾構(gòu)隧道下穿施工對(duì)地層變形和既有橋梁樁基礎(chǔ)承載特性、受力與變形特性的影響，在此基礎(chǔ)上，建立系統(tǒng)的盾構(gòu)隧道下穿既有橋梁

3、樁基礎(chǔ)施工影響控制技術(shù)體系。主要成果如下：1）探明了盾構(gòu)隧道下穿施工對(duì)地層及既有橋梁樁基礎(chǔ)的影響機(jī)理。盾構(gòu)隧道下穿既有橋梁樁基礎(chǔ)過(guò)程中，盾構(gòu)隧道、地層與既有橋梁樁基礎(chǔ)處于一個(gè)共同作用的體系，隧道施工是擾動(dòng)來(lái)源，地層變形是擾動(dòng)媒介，既有橋梁樁基礎(chǔ)是擾動(dòng)對(duì)象?？刂贫軜?gòu)隧道下穿施工對(duì)既有橋梁樁基礎(chǔ)影響的關(guān)鍵是有效限制盾構(gòu)隧道施工引起的地層變形。2）對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值仿真計(jì)算，全面分析盾構(gòu)施工不同掘進(jìn)階段、盾構(gòu)隧道與既有樁基礎(chǔ)相對(duì)位置、隧道圍巖條件等因素影響下地層變形以及既有橋梁樁基礎(chǔ)附加變形與附加內(nèi)力等方面

4、的規(guī)律，得到以下結(jié)論：（1）地層距盾構(gòu)隧道越近受到的擾動(dòng)越強(qiáng)，反之越弱。（2）地層中樁基礎(chǔ)的存在對(duì)盾構(gòu)隧道施工擾動(dòng)的傳遞起到一定的遮蔽作用。（3）盾構(gòu)隧道從既有樁基礎(chǔ)正下方穿過(guò)或從其一側(cè)穿過(guò)且隧道頂與樁底平齊時(shí)對(duì)既有樁基礎(chǔ)影響最大；盾構(gòu)隧道與既有樁基礎(chǔ)水平間距超過(guò)3倍隧道直徑或既有樁基礎(chǔ)樁端位于盾構(gòu)隧道軸線(xiàn)以下時(shí)，既有樁基礎(chǔ)受盾構(gòu)施工擾動(dòng)較小。（4）隨著盾構(gòu)隧道圍巖條件的降低，地層沉降槽整體沉降以及既有樁基礎(chǔ)的附加沉降、附加水平位移、附加彎矩呈增大趨勢(shì)。3）根據(jù)實(shí)施對(duì)象的不同，選取針對(duì)盾構(gòu)隧道下穿既有橋梁

5、樁基礎(chǔ)工程中的擾動(dòng)來(lái)源（隧道施工）、擾動(dòng)媒介（地層變形）和擾動(dòng)對(duì)象（既有樁基礎(chǔ)）的施工影響控制技術(shù)措施，建立了盾構(gòu)隧道下穿既有橋梁樁基礎(chǔ)施工影響控制技術(shù)體系。論文研究成果可為今后類(lèi)似盾構(gòu)隧道下穿既有橋梁樁基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)和施工提供指導(dǎo)，具有一定的理論和工程實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：盾構(gòu)隧道，下穿施工，樁基礎(chǔ)，施工影響，數(shù)值仿真，控制技術(shù)iAbstractInrecentyears,thegreatdevelopmentofundergroundtrafficmakessubwaylinesmorenetworkan

6、dscale,thephenomenonthatsubwaylinesdown-traversingtheexistinghighwaybridgesisbecomingmoreandmorecommon.Atpresent,thereisstillalackofamaturetechnicalspecificationaboutshieldtunneldown-traversingpilefoundationbothathomeandabroad.Althoughthescholarshavedonea

7、massiveresearchworkonthisproject,theresearchresultsarenotsystematicandstillneedtocarryoutfurtherstudybecauseofthecomplexityofshieldconstructiontechnology,thetraversingform,thegeologicalconditionandthelimitationsoftheexistingresearchlevel.BasedonShadiTunne

8、ldown-traversingFenjiangbridgeengineering,thisthesisresearchedthedeformationlawofformationandbridgepilefoundation,sbearingbehavior,mechanicalcharacteristics,deformationpropertiesundertheinfluenceoftunnelconstruction