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《长沙理工大学》 2010年
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铁路隧道CRD法施工引起的地表变形及其监控量测研究

邱浩浩  
【摘要】: 浅埋暗挖法是在城市地区修建隧道主要方法之一。隧道施工,不可避免将扰动地下岩土体,使其失去原有的平衡状态,而向新的平衡状态转化。在这个过程中地下岩土体及地表面势必发生位移及变形。当地表的位移和变形达到一定程度时,会对地面产生严重的沉降及塌陷,进而导致地面建筑物的损坏,这些问题严重影响人们正常生活,造成严重的经济损失和社会影响。 本文以龙厦铁路石桥头隧道工程为依托,根据城市浅埋铁路隧道施工引起的地表变形及其对地面建筑物的影响进行研究,结合现场的监控量测数据进行分析,得出了CRD法施工的地表变形规律和各部施工沉降分配关系,及其隧道中线上方和隧道两边建筑物的倾斜变形规律和建筑物倾斜极大值与最终值的关系。本文主要研究工作如下: (1).根据不同的地质条件,采用不同的施工方法进行隧道施工。针对石桥头隧道进口段DK2+525~ DK3+021,由原来双侧壁导坑法改为CRD法施工,进而从围岩地质状况、隧道结构、隧道埋深、地表沉降要求、施工工期等重要指标对CRD法在该隧道施工中的可行性进行分析与论证,得出采用CRD法施工是可行的。 (2).采用有限差分法,对CRD法施工引起地表变形进行三维数值模拟分析,得到CRD法施工的隧道地表横、纵向变形规律、衬砌受力分布特点、衬砌受力与围岩变形关系等。结合地表倾斜曲线、地表曲率曲线、地表水平位移和变形曲线,分析预测隧道施工对地表建筑物安全影响程度。 (3).根据新奥法原理和隧道实际情况,从量测手段、测点和断面布设、量测频率及信息管理反馈等出发,提出了切实可行的量测方案。根据量测信息分析,对施工过程进行了信息反馈,达到了动态指导施工的目的。通过对CRD法施工引起的地表沉降和地面建筑物倾斜的丰富数据进行分析,得出了地表沉降横、纵向规律和隧道上方地表建筑物倾斜变形规律。 (4).通过三维数值模拟结果与实测分析结果进行对比研究,得出在城市浅埋铁路隧道采用CRD法施工引起的地表沉降横、纵向变形规律和隧道中线上方及隧道两侧的建筑物倾斜变形规律及CRD法各部施工所引起的地面沉降量占总沉降量的百分比(左上导洞施工占21.3%、右上导洞施工占45.5%、左下导洞施工占13.7%、右下导洞施工占15.7%、二次衬砌施工占3.8%)和隧道中线上方建筑物倾斜极大值不是量测的最终值,而隧道两侧的建筑物倾斜极大值是量测的最终值。
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