地下穿越工程微擾動機理分析及控制指標研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟和城市建設(shè)的大規(guī)模發(fā)展，三維城市空間的開發(fā)利用顯得越來越迫切。近年來我國出現(xiàn)了大量新建線路與既有線路發(fā)生立體交叉的工程，由于地下穿越方案具有施工期間不阻斷既有路線交通，及工期短、較少影響城市環(huán)境等優(yōu)點，越來越受到重視，并得到廣泛應(yīng)用。如何實現(xiàn)地下穿越微擾動施工，已成為近年來的一個研究熱點。作為非地面開挖敷設(shè)地下管道的一種新施工工藝，頂管施工己成為近年來城市管線建設(shè)和改造的主要手段。同時，對頂管施工引起土層變形的規(guī)律以及預(yù)測控

2、制方法也成為一個重要的研究課題。 本文以上海世博電力隧道工程為依托，在充分了解項管的施工工藝流程及施工機理基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)場監(jiān)測、力學分析與數(shù)值模擬等手段，全面系統(tǒng)地探討頂管施工引起的土體反應(yīng)(應(yīng)力與位移)及對周圍環(huán)境的影響，并建立實際施工時重點保護對象的控制指標和預(yù)警體系，以及減小環(huán)境危害，實現(xiàn)微擾動施工的控制措施，供以后同類工程設(shè)計與施工參考。本文具體研究工作包括以下幾個方面： 1、結(jié)合實際施工特點，分析頂管在頂進施工

3、過程中對土體擾動的力學機理及土體所發(fā)生應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的變化。在既有研究成果的基礎(chǔ)上，對受擾動土體進行更加符合實際情況的應(yīng)力分區(qū)，分析擾動區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的變化、擾動區(qū)土體性質(zhì)的變化、地層移動原因及地層移動規(guī)律。 2、對施工現(xiàn)場采集和收集到的實測數(shù)據(jù)，包括地表變形、周邊構(gòu)(建)筑物的變形、地層內(nèi)水土壓力的變化等，進行深入細致的整理和分析，總結(jié)特征尋找規(guī)律，并依據(jù)最小二乘法原理，對實測地表變形數(shù)據(jù)進行多項式擬合及預(yù)測，提出一種利用前期數(shù)據(jù)和

4、控制目標對施工過程進行安全控制及判斷的方法。 3、利用有限元軟件對頂管施工引起地表變形的影響進行二維有限元分析，動態(tài)模擬頂管及覆蓋層深度范圍內(nèi)土體的二維運動，著重研究頂管施工過程中地面超載對于地表沉降的影響，并將結(jié)果與監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比分析，相互驗證。 4、通過收集整理現(xiàn)有規(guī)范和標準，對隧道施工沿線保護對象控制指標進行歸納總結(jié)。在此基礎(chǔ)上，對隧道沿線重點保護構(gòu)(建)筑物進行保護等級的劃分，同時建立新的、更高的、符合微擾動施