深圳富水软弱地层地铁暗挖施工引起的地表沉降及变形控制技术研究

论文摘要

深圳地铁5号线的暗挖区间隧道施工区所处围岩主要为粉质粘土、全风化、强风化角岩和花岗岩,地下水丰富。围岩结构松散、自稳性差,施工中容易发生坍塌、涌水、涌砂等现象,造成地层变形。隧道暗挖施工引起的地层变形和地表沉降必须予以高度的重视。本文以深圳地铁5号线暗挖工程为依托,研究了深圳富水软弱地层降水施工引起的地表沉降规律和变形的控制技术,主要内容如下：1)在收集了大量富水软弱地层地铁隧道施工对地表建筑物的影响及其地层变形控制技术研究资料基础上,重点分析了隧道开挖引起地表沉降的主要影响因素和变形控制技术。2)依托5305标暗挖隧道下穿老梅子园密集民房工程,以MIDAS/GTS为工具,通过数值模拟分析和监测数据的对比分析了富水软弱地层隧道开挖和失水引起的地表沉降及比例。3)结合百鸽笼-布心区间1#竖井降水开挖工程,采用了基于总应力法和基于弹塑性流固耦合理论的有限元方法进行了计算和分析,并与实测结果进行比较,验证了本文采用的考虑渗流的流固耦合方法在估计隧道施工中地表沉降的合理性。4)总结了富水软弱地层隧道开挖地表建筑物现有的主要保护技术；在简要总结国内外地表沉降控制基准和标准的基础上,探讨了确定控制基准的基本原则,初步研究了软弱地层地表及其建筑物的沉降控制基准的确定方法。5)在隧道下穿左右家私4#宿舍楼整个过程中,对地表和建筑物的沉降进行了跟踪监测,研究了该宿舍楼在隧道穿过前后的沉降规律,明确了各项控制施工沉降措施所起的作用。6)依托深圳地铁西丽-大学城区间风道地层加固的工程实践,总结了水平旋喷桩的设计和施工技术,借助MIDAS/GTS,分析了水平旋喷桩的加固效果。通过与实际监测数据的对比分析,研究表明水平旋喷技术有效地起到了对隧道拱部和掌子面超前预加固及控制地表变形的效果。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 工程背景
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 研究的内容及方法
• 2 地铁隧道开挖对地表建筑物影响及变形控制研究现状
• 2.1 地铁隧道开挖对建筑物的影响
• 2.2 地铁隧道施工变形控制技术
• 3 隧道施工降水和开挖对地表沉降的影响
• 3.1 概述
• 3.2 隧道开挖引起地表沉降的主要影响因素
• 3.3 隧道开挖降水施工对地表沉降的影响
• 3.3.1 MIDAS/GTS关于应力-渗流耦合分析的基本理论
• 3.3.2 暗挖隧道下穿老梅子园工程概况
• 3.3.3 总体施工方案介绍
• 3.3.4 施工方案的数值模拟
• 3.3.5 计算结果分析
• 3.4 本章小结
• 4 暗挖区间隧道竖井降水开挖引起的沉降
• 4.1 概述
• 4.2 竖井施工对地表沉降的影响
• 4.2.1 工程概况
• 4.2.2 施工过程的数值模拟
• 4.2.3 计算结果分析
• 4.3 本章小结
• 5 深圳地铁5号线暗挖隧道变形控制技术研究
• 5.1 概述
• 5.2 地表建筑物变形控制技术
• 5.2.1 桩基托换法
• 5.2.2 顶升法
• 5.2.3 迫降法
• 5.2.4 建筑物平移法
• 5.2.5 注浆加固保护法
• 5.3 施工变形及建筑物保护控制标准的确定
• 5.3.1 研究现状
• 5.3.2 控制基准确定的基本原则
• 5.3.3 地表沉降控制基准的确定
• 5.4 5306标隧道下穿宿舍楼变形控制技术
• 5.4.1 工程概况
• 5.4.2 宿舍楼地表注浆
• 5.4.3 隧道下穿宿舍楼的洞内措施
• 5.4.4 宿舍楼变形控制分析
• 5.5 5307标西大区间水平旋喷桩技术及加固效果
• 5.5.1 工程概况
• 5.5.2 水平旋喷桩注浆设计
• 5.5.3 水平旋喷桩注浆施工
• 5.5.4 水平旋喷桩加固效果
• 5.5.5 水平旋喷桩加固效果数值模拟
• 5.5.6 模拟计算结果分析
• 5.6 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 本文主要研究结论
• 6.2 未来工作的建议和展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集