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随着城市化进程不断加快,地铁出行越来越成为市民主要方式之一。地铁盾构施工法因对环境影响小、施工安全性高等优点已成为地铁建设的常用方法。在盾构施工作业过程中,隧道近接沿线双排桩-锚支护结构施工会造成无法避免的相互影响,为盾构施工及周边环境安全埋下隐患,故研究盾构隧道近接双排桩-锚支护结构施工影响,对保障盾构施工正常进行、双排桩-锚支护结构安全、周边地表稳定具有重要意义。目前,国内外对盾构隧道近接双排桩-锚支护结构施工影响研究较少,本课题研究内容因弥补此方面缺失显得尤为重要。
本文以武汉地铁5号线某区段盾构隧道近接双排桩-锚支护结构施工工程为研究对象,在广泛收集、归纳国内外相关文献资料基础上,结合有限元法及正交试验法对盾构隧道近接双排桩-锚支护结构施工影响进行研究与分析,并就不利影响提出控制方案。主要研究内容和相关成果如下:
(1)对盾构隧道近接双排桩-锚支护结构施工相互影响机理进行详细阐述;
(2)收集并整理武汉地铁5号线某盾构区段相关资料,基于这些资料使用MidasGTS NX软件建立基坑-盾构隧道三维模型,将桩身水平位移的计算结果与现场监测数据相对比,验证了基坑-盾构隧道三维模型的可行性;
(3)研究盾构隧道在不同掘进进度下基坑临近隧道侧横、纵断面地表沉降规律,双排桩水平位移、内力沿桩身的分布变化规律及锚杆轴力变化情况。通过对比分析地表沉降最大值及最大地表沉降出现的位置,发现了在盾构隧道掘进管控方面具有价值的结论:避免基坑与隧道主沉降区重合可大大减小地表沉降。
(4)通过对盾构隧道近接双排桩-锚施工影响因素的分析,选取了影响因素系列参数,以正交表来安排因素水平组合,采用正交分析方法,研究判别盾构近接双排桩-锚支护结构施工各影响因素敏感性,采用基坑-盾构隧道三维模型对各个试验组的双排桩最大水平位移及基坑临近隧道侧最大地表沉降进行计算,然后采用极差分析和方差分析对因素敏感性进行评价;
(5)针对盾构隧道近接双排桩-锚支护结构施工引起基坑临近隧道侧地表沉降增加问题,提出在盾构机接近双排桩-锚支护结构前,对地层采用注浆加固方案。基于单因素控制法采用有限元数值计算,得出了有效、经济的注浆加固范围。
本文以武汉地铁5号线某区段盾构隧道近接双排桩-锚支护结构施工工程为研究对象,在广泛收集、归纳国内外相关文献资料基础上,结合有限元法及正交试验法对盾构隧道近接双排桩-锚支护结构施工影响进行研究与分析,并就不利影响提出控制方案。主要研究内容和相关成果如下:
(1)对盾构隧道近接双排桩-锚支护结构施工相互影响机理进行详细阐述;
(2)收集并整理武汉地铁5号线某盾构区段相关资料,基于这些资料使用MidasGTS NX软件建立基坑-盾构隧道三维模型,将桩身水平位移的计算结果与现场监测数据相对比,验证了基坑-盾构隧道三维模型的可行性;
(3)研究盾构隧道在不同掘进进度下基坑临近隧道侧横、纵断面地表沉降规律,双排桩水平位移、内力沿桩身的分布变化规律及锚杆轴力变化情况。通过对比分析地表沉降最大值及最大地表沉降出现的位置,发现了在盾构隧道掘进管控方面具有价值的结论:避免基坑与隧道主沉降区重合可大大减小地表沉降。
(4)通过对盾构隧道近接双排桩-锚施工影响因素的分析,选取了影响因素系列参数,以正交表来安排因素水平组合,采用正交分析方法,研究判别盾构近接双排桩-锚支护结构施工各影响因素敏感性,采用基坑-盾构隧道三维模型对各个试验组的双排桩最大水平位移及基坑临近隧道侧最大地表沉降进行计算,然后采用极差分析和方差分析对因素敏感性进行评价;
(5)针对盾构隧道近接双排桩-锚支护结构施工引起基坑临近隧道侧地表沉降增加问题,提出在盾构机接近双排桩-锚支护结构前,对地层采用注浆加固方案。基于单因素控制法采用有限元数值计算,得出了有效、经济的注浆加固范围。