矿山法隧道下穿铁路沉降影响分区研究

论文摘要

目前,我国正按既定目标进行着大规模的基础设施建设,交通工程的建设更是重中之重,为此,我们国家制定了铁路、公路和地铁等交通建设的宏伟目标。基建工程的大量建设,不可避免会产生各种线路的大量立交工程,其中各种线路下穿铁路的隧道工程问题也将十分突出。传统下穿铁路施工方法的局限缺乏施工前的影响预测(影响分区)和过程中的主动控制,既严重影响了正常的铁路行车组织和运能,也严重影响了地方的交通和经济发展。以长春市快速轨道交通轻轨三期工程亚泰大街～伪皇宫区间矿山法隧道下穿铁路工程为依托,综合运用调查研究、数值分析、现场测试和经验类比方法,在归纳总结和批判吸收的基础上,对矿山法隧道下穿铁路近接施工特殊性和普遍性问题进行研究。主要有以下几点内容：1、介绍了地下工程近接施工影响分析的相关理论和基本方法。2、通过有限差分软件Flac3D建立三维计算模型,研究了不同埋深和间距情况下,单洞或双洞隧道下穿铁路施工路基沉降和轨道沉降的结果以及与埋深和间距之间的统计关系。3、通过大型通用结构计算软件Ansys建立有碴轨道—弹簧—路基系统静力计算模型,研究了路基与轨道的相互作用以及路基沉降与轨道沉降数值间的统计关系。4、根据铁路线路工务管理和类似工程的经验,研究了基于位移准则(沉降)的影响分区的相关阈值,运用统计力学方法,对影响分区表达式中的相关指标进行了研究,并得到了基于埋深比(H/D)——几何近接度A的近接影响分区。5、对于新建隧道,针对不同的影响分区,研究并设置了三级施工参数。并通过现场监控量测证明了数值分析和影响分区的合理性。6、得到了矿山法隧道下穿铁路个案和普遍性研究的一些结论。本文研究的铁路轨道为有碴轨道,地质条件也仅限于类似长春市快速轨道交通轻轨三期工程亚泰大街～伪皇宫区间的软弱地层,在影响因素上也只对几何近接度和埋深的影响进行了研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 关于隧道工程近接施工的分类与影响分区、分度的研究
• 1.2.2 关于隧道下穿铁路近接施工的研究
• 1.2.3 关于铁路路基与轨道相互作用机理研究
• 1.3 本文研究内容及研究方法
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方法
• 1.3.3 研究技术路线
• 第2章 隧道近接施工影响分析基本方法
• 2.1 隧道与地下工程近接施工分类
• 2.2 近接影响程度的判别准则
• 2.3 文献中的影响分区
• 2.4 几何近接度、近接影响度的定义
• 2.4.1 几何近接度、影响度等概念的提出
• 2.4.2 近接影响度、影响分区的相关因素及其表达式
• 2.4.3 近接影响度相关系数的确定方法
• 第3章 矿山法隧道下穿铁路沉降预测数值分析
• 3.1 矿山法隧道下穿铁路工程概况
• 3.1.1 线路概况
• 3.1.2 地质概况
• 3.2 矿山法隧道下穿铁路近接施工数值模拟分析
• 3.2.1 隧道施工的数值模拟分析
• 3.2.2 轨道与路基相互作用数值模拟分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 矿山法隧道下穿铁路沉降影响分区研究
• 4.1 近接影响判别阈值
• 4.2 近接影响分区相关参数的计算和分区图式
• 4.2.1 相关影响修正系数的确定
• 4.2.2 关于几何近接度和埋深比的近接影响分区的确定
• 4.3 工程实施及现场监控
• 4.3.1 工程预案及实施
• 4.3.2 施工方案优化
• 4.3.3 监控量测
• 4.4 本章小结
• 结论和展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目