地铁盾构隧道穿越现有建筑物地面变形控制技术研究

【摘要】伴随着国民经济的高速增长和国家城镇化建设的步伐加快，城市建设规模不断扩大以及大批人员进城，交通拥堵现象成为现代城市的交通常态。而地铁交通以其运送乘客量大和运送速度高同时兼顾方便和舒适、不占用地面空间”等特点已成为解决城市交通拥挤问题的第一选择。地铁施工的方法主要有盾构法、矿山法、明挖法、暗挖法等。其中盾构法隧道以其施工安全、快捷等独有的特点和优势，在城市隧道施工工程中得到广泛的应用。但是，由于盾构施工肯定会扰动周围土体，进而可能会引起地面变形，尤其当地表变形过大时可能危及隧道上方地面建筑物的安全，造成严重的经济损失和社会影响。因此，研究盾构隧道施工穿越既有建筑物时的地面变形控制技术势在必行，一方面要控制好地面变形确保在不影响正常施工的情况下确保盾构顺利穿越既有建筑物，另一方面又能保证地面变形在允许的范围内，以不影响建筑物的正常使用。本文借助北京地铁6号线二期工程盾构隧道北关站～新华大街站实际工程。查阅参考前人做过的相关研究，通过前期的试验资料、大量的现场监测资料分析和数值模拟计算，以期达到此目标。本文主要从以下几方面着手研究：（1）简要论述盾构隧道的国内外研究现状：盾构的发展过程，地表沉降的预测方法，以及施工对近邻建筑物的影响，介绍了盾构施工引起地面沉降的理论研究，包括地层移动的时空效应理论，空间效应，扰动机理和沉降特征，简单介绍盾构施工原理。（2）详细介绍盾构施工通过本地区的工程地质情况，详细分析试验段数据,合理的采取施工措施确保右线通过时沉降控制标准。为左线通过时预留出沉降控制值，确保双线通过时沉降控制值在设计允许范围10mm内。（3）根据试验段的参数建立合理的三维模型，模拟试验段施工引起的地表变形，与实验结果具有较好的吻合，在此基础上建立通过地面建筑物时的三维模型，模拟侧穿和下穿通过建筑物时地表变形，与施工现场监测数据做对比,得出合理的结论。（4）在模拟通过小区的基础上，通过改变不同的施工条件，来研究不同的施工条件下盾构施工对地表沉降的影响，以此为后续盾构施工和地表变形控制提供依据。（5）通过以上研究提出控制地表变形的施工措施和通过建筑物的方式，以减少下穿建筑物时的危险性。希望对实际施工带来有效的帮助。
【作者】刘承磊；
【导师】代树林；
【作者基本信息】吉林大学，地质工程，2014，硕士
【关键词】盾构隧道；建筑物；地面变形控制；监测；数值模拟；

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