下穿地下管线浅埋暗挖隧道施工关键技术研究

论文摘要

本论文结合埋有大量地下管线的深圳地铁四号线梅坳八路浅埋暗挖隧道工程设计和施工,采用理论分析、数值模拟和现场试验等相结合的综合研究手段,对浅埋暗挖法中的CRD法开挖、开挖加固和地表沉降规律进行了较深入研究。其研究工作和研究成果主要包括：●针对依托工程特点,采用二维数值模拟分析方法,对矩形断面浅埋暗挖隧道施工分部开挖顺序进行了分析和优化；研究了中间岩柱和锁脚锚管的作用机理,得出了先对称开挖离隧道中线较远处的部分可以减小对围岩的扰动,以及中间岩柱的存在和采用锁脚锚管可有效控制浅埋暗挖软弱地段隧道开挖中的地表和拱顶的下沉等结论。●采用三维模拟技术,对浅埋暗挖隧道施工全过程进行了计算机仿真,分析了临时支撑拆除前和隧道施工完成后的围岩应力分布和位移规律,得出了隧道开挖最大主应力主要在导洞外侧3-4m范围内,应力集中发生在临时支撑附近与围岩接触处,临时支撑的拆除将增加地表下沉20%以上等结论。●在隧道施工过程中对地表下沉、初期支护和地下管线变形进行了现场监测。得出了距掌子面前方2D处地表沉降速度开始增大。初始阶段随着掌子面向前推进,地表沉降速度和加速度增大,当掌子面向前掘进2D时,其地表沉降速度达到最大,随后地表沉降速度逐渐减小。●将监测结果与模拟计算结果对比分析发现监测结果与模拟计算结果较吻合,表明所建议的计算方法是有效的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 论文选题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 浅埋暗挖隧道开挖支护技术研究现状
• 1.2.2 CRD法隧道施工技术研究现状
• 1.2.3 浅埋暗挖隧道地表下沉规律研究现状
• 1.3 依托工程特点和施工难点分析
• 1.3.1 工程概况
• 1.3.2 周边建筑物基础及相关地下管线
• 1.3.3 工程重难点
• 1.4 本研究的意义、方法与主要内容
• 1.4.1 本研究的意义
• 1.4.2 本研究的方法
• 1.4.3 本研究的主要内容
• 第2章 梅坳八路浅埋暗挖隧道施工力学分析
• 2.1 浅埋暗挖法数值模拟技术
• 2.1.1 FLAC简介
• 2.1.2 浅埋暗挖法全过程模拟技术
• 2.1.3 初始地应力
• 2.1.4 隧道开挖的时空效应
• 2.1.5 本节小结
• 2.2 开挖顺序优化研究
• 2.2.1 计算模型以及计算参数选取
• 2.2.2 A4断面开挖顺序优化
• 2.2.3 A8断面开挖顺序优化
• 2.2.4 本节小结
• 2.3 中间岩柱加固方案优化和锁脚锚管的力学作用分析
• 2.3.1 中间岩柱加固方案优化
• 2.3.2 锁脚锚管的力学作用分析
• 2.3.3 本节小结
• 2.4 浅埋暗挖隧道施工的三维分析
• 2.4.1 计算模型的建立
• 2.4.2 施工过程模拟
• 2.4.3 临时支撑拆除前计算结果分析
• 2.4.4 施工完成后计算结果分析
• 2.4.5 本节小结
• 第3章 研究成果在施工中的应用和施工方案提取
• 3.1 施工方案
• 3.1.1 施工原则
• 3.1.2 开挖及支护
• 3.2 洞口端围护
• 3.3 大管棚超前支护
• 3.3.1 施工前准备
• 3.3.2 施工工艺
• 3.4 超前小导管及掌子面注浆加固
• 3.5 锁脚锚管施工
• 3.6 小间距岩柱加固
• 第4章 浅埋暗挖隧道监测数据分析
• 4.1 测点布置和监测频率
• 4.2 监测数据分析
• 4.2.1 地表沉降数据处理及分析
• 4.2.2 初期支护变形及分析
• 4.2.3 地下管线沉降分析
• 4.3 数值模拟结果与监测数据对比分析
• 4.3.1 地表沉降对比
• 4.3.2 拱顶下沉对比
• 4.4 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目