地下穿越工程微擾動(dòng)機(jī)理分析及控制指標(biāo)研究.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的大規(guī)模發(fā)展，三維城市空間的開(kāi)發(fā)利用顯得越來(lái)越迫切。近年來(lái)我國(guó)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(diǎn)，越來(lái)越受到重視，并得到廣泛應(yīng)用。如何實(shí)現(xiàn)地下穿越微擾動(dòng)施工，已成為近年來(lái)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。作為非地面開(kāi)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(lái)城市管線建設(shè)和改造的主要手段。同時(shí)，對(duì)頂管施工引起土層變形的規(guī)律以及預(yù)測(cè)控

2、制方法也成為一個(gè)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(xiàng)管的施工工藝流程及施工機(jī)理基礎(chǔ)上，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、力學(xué)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(duì)周圍環(huán)境的影響，并建立實(shí)際施工時(shí)重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象的控制指標(biāo)和預(yù)警體系，以及減小環(huán)境危害，實(shí)現(xiàn)微擾動(dòng)施工的控制措施，供以后同類工程設(shè)計(jì)與施工參考。本文具體研究工作包括以下幾個(gè)方面： 1、結(jié)合實(shí)際施工特點(diǎn)，分析頂管在頂進(jìn)施工

3、過(guò)程中對(duì)土體擾動(dòng)的力學(xué)機(jī)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(duì)受擾動(dòng)土體進(jìn)行更加符合實(shí)際情況的應(yīng)力分區(qū)，分析擾動(dòng)區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的變化、擾動(dòng)區(qū)土體性質(zhì)的變化、地層移動(dòng)原因及地層移動(dòng)規(guī)律。 2、對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)采集和收集到的實(shí)測(cè)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(jìn)行深入細(xì)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(duì)實(shí)測(cè)地表變形數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合及預(yù)測(cè)，提出一種利用前期數(shù)據(jù)和

4、控制目標(biāo)對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行安全控制及判斷的方法。 3、利用有限元軟件對(duì)頂管施工引起地表變形的影響進(jìn)行二維有限元分析，動(dòng)態(tài)模擬頂管及覆蓋層深度范圍內(nèi)土體的二維運(yùn)動(dòng)，著重研究頂管施工過(guò)程中地面超載對(duì)于地表沉降的影響，并將結(jié)果與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，相互驗(yàn)證。 4、通過(guò)收集整理現(xiàn)有規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)隧道施工沿線保護(hù)對(duì)象控制指標(biāo)進(jìn)行歸納總結(jié)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)隧道沿線重點(diǎn)保護(hù)構(gòu)(建)筑物進(jìn)行保護(hù)等級(jí)的劃分，同時(shí)建立新的、更高的、符合微擾動(dòng)施