滨海城市地铁工程的地下水影响问题分析

论文摘要

随着社会城市化进程的推进和盾构施工技术的不断成熟,盾构法在滨海城市空间立体开发中的应用越来越多。在地铁工程的勘察、设计和施工过程中,地下水问题始终是一个极其重要的问题,特别是滨海城市地下水埋藏浅、化学成分复杂等特点,在实际施工中影响程度大。非降水施工法,通过控制隧道开挖过程中的渗水量,能有效减小地层产生的固结沉降,从而成为隧道施工的一个很有前景的发展方向。因此,全面了解滨海城市浅层地下水水文地质条件,开展地铁建设非降水法施工中地面的沉降、地下水质对地铁结构的腐蚀性分析研究,具有重要的现实意义。本文建立地铁施工过程中的渗流场-应力场耦合模型,采用显式有限差分软件FLAC2D,分析津赤路至李明庄区间非降水法施工对地表沉降的影响,计算结果表明,非降水施工导致的沉降量最大的地方为仰拱处,沉降量为16.9mm；地表沉降最大值为15.7mm,沉降槽宽度为60m。同时,研究了渗透系数变化对土体固结沉降的影响,验证了对渗透系数做常数处理的合理性。结合天津市区地下水水质调查资料,分析评价地下水对地铁工程的腐蚀性：潜水对混凝土结构一般不具有腐蚀性或具有弱腐蚀性,微承压水对混凝土结构一般具有弱或中等腐蚀性,个别区段具有强腐蚀性；潜水及微承压水对混凝土一般具有弱或中等腐蚀性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 国内外现状分析
• 1.2.1 地面沉降预测
• 1.2.2 地铁建设对城市地下水环境影响
• 1.3 课题研究目标、研究内容、拟解决的关键技术问题
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 拟解决的关键技术问题
• 1.3.4 拟采取的研究方法、技术路线、试验方案及其可行性研究
• 1.3.5 课题的创新性
• 第2章 滨海城市地下水水文地质条件分析
• 2.1 地质条件
• 2.1.1 天津市区地层成因
• 2.1.2 天津市区地层岩性
• 2.1.3 各地层地质条件
• 2.2 水文地质条件
• 2.2.1 天津市区浅层地下水的形成及分类
• 2.2.2 天津市地下水补、径、排特点
• 2.2.3 浅层地下水各含水层渗透性能分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 渗流场-应力场耦合理论及隧道开挖数值模拟
• 3.1 地下水与土体的相互力学作用
• 3.1.1 静水压力
• 3.1.2 渗流力
• 3.1.3 岩体变形对地下水的影响
• 3.2 渗流—应力耦合分析基本理论
• 3.2.1 渗流场控制方程
• 3.2.2 应力场控制方程
• 3.2.3 渗流—应力耦合分析模型
• 3.2.4 渗透系数变化分析
• 2D简介'>3.3 FLAC^2D简介
• 3.3.1 平衡方程
• 3.3.2 运动方程
• 3.3.3 本构方程
• 3.3.4 相容方程
• 3.3.5 边界条件
• 3.4 工程实例的数值模拟
• 3.4.1 工程背景
• 3.4.2 模型建立
• 3.4.3 隧道开挖变形
• 3.5 渗透系数变化对隧道沉降的影响
• 3.5.1 不同渗透系数下的土体沉降
• 3.5.2 渗透系数变化对本例的影响
• 3.6 本章小结
• 第4章 地下水水质对地铁工程的腐蚀性
• 4.1 地下水水质调查取样分析
• 4.1.1 潜水含水层水质分析
• 4.1.2 微承压含水层水质分析
• 4.1.3 混合取水水质分析
• 4.1.4 三种取样水质的综合分析比较
• 4.1.5 地下水水质成因
• 4.2 地下水对地铁工程结构的腐蚀性分析
• 4.2.1 地下水腐蚀机理
• 4.2.2 地下水对地下工程腐蚀的可能性分析
• 4.3 相应工程对策
• 4.3.1 设计方面
• 4.3.2 施工方面
• 4.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果