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地铁隧道下穿既有铁路沉降控制技术研究

作　者: 张晓君
导　师: 王小林
学　校: 西安科技大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 地铁隧道地表变形和沉降控制技术与措施
分类号: U231.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 52次
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内容摘要

城市地铁隧道都是在岩土体内部进行施工作业的，由于这些隧道埋深一般情况下比较小，开挖施工将不可避免地扰动地下岩土体，最终导致地表变形和沉降等宏观方面的后果，严重的将会影响到地下管线和地面建筑物的使用和安全。因此下穿既有铁路线的地铁隧道施工过程中，如何预测和控制施工引起的地表变形和沉降是目前相关从业人员和专家学者们十分关心的课题。论文以青岛市地铁三号线一期工程永平路站至火车北站区间隧道下穿胶济铁路为依托工程背景，借助MIDAS/GTS软件，通过理论计算、数值模拟计算和现场监测数据分析，研究了隧道开挖施工引起地表变形和沉降的主要因素及规律。论文通过计算分析了不同施工设计参数在隧道开挖过程中对地表沉降的影响，比较分析计算数据，在此基础上提出较为优化的施工设计参数，为之后类似的工程设计与施工提供相应的信息与技术参考。研究结果表明：旋喷桩注浆超前加固地层能够有效地控制地表面的沉降，建议类似的下穿工程地层加固范围是2.5m~3m；预支护措施中超前小导管注浆加固范围建议采用120°；台阶长度对控制围岩变形和地表沉降有着重要作用，较小的台阶长度对控制地表地表有利，建议类似的工程的台阶开挖长度为0.25D（D为隧道断面宽度）。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
1 绪论  7-19
  1.1 选题背景和研究意义  7-8
  1.2 课题研究国内外发展现状  8-17
    1.2.1 隧道施工引起地表沉降机理  8-9
    1.2.2 确定地表沉降的方法及评述  9-17
    1.2.3 下穿既有铁路沉降控制技研究状  17
  1.3 本论文主要研究内容和方法  17-19
2 暗挖隧道围岩变形机理分析及初步方案拟定  19-30
  2.1 暗挖隧道施工引起的土体变形机理分析  19
  2.2 影响地表变形沉降的主要因素  19-21
  2.3 隧道下穿工程施工可行性判断标准  21-22
  2.4 地表面沉降计算预测  22-24
    2.4.1 路面沉降和线路变形的控制标准  22-23
    2.4.2 基于经验公式的地表沉降预测  23-24
  2.5 控制隧道施工引起地表沉降的技术对策  24-27
    2.5.1 应对技术和措施的原则  24-25
    2.5.2 超前支护应对技术和措施  25
    2.5.3 地层加固技术技术和措施  25-27
  2.6 主要隧道开挖方法  27-28
    2.6.1 分步开挖方法  27-28
    2.6.2 压缩空气法  28
    2.6.3 机械预切槽法  28
  2.7 施工方案  28-29
  2.8 本章小结  29-30
3 地铁隧道地表沉降数值模拟计算  30-50
  3.1 隧道工程背景  30-32
    3.1.1 隧道工程概况  30-31
    3.1.2 工程地质与水文地质概况  31-32
  3.2 数值模拟计算  32-44
    3.2.1 MIDAS/GTS 软件简介  32-34
    3.2.2 计算条件的假定  34-35
    3.2.3 计算参数的确定  35-37
    3.2.4 数值模拟计算及结果分析  37-44
  3.3 隧道地表沉降监测与数据分析  44-48
    3.3.1 监控量测的目的和意义  44
    3.3.2 监控量测技术实施  44-45
    3.3.3 监测方案设计  45-47
    3.3.4 监测数据与数值模拟计算数据对比分析  47-48
  3.4 本章小结  48-50
4 隧道下穿既有铁路施工参数优化  50-56
  4.1 地层加固范围  50-52
  4.2 超前小导管注浆范围  52-53
  4.3 台阶开挖长度  53-55
  4.4 本章小结  55-56
5 结论与展望  56-58
  5.1 结论  56
  5.2 展望  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-61

地铁隧道下穿既有铁路沉降控制技术研究

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