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天津软土地层双线地铁盾构隧道施工地层变形研究及风险分析

田元昊  
【摘要】:地层变形在地铁隧道施工中难以避免,如果不及时控制将会造成严重后果。尤其是软土地层条件下的双线盾构隧道,由于双线之间的互相影响,地层变形将更加复杂。天津软土地层具有厚度大、承载力低等不良特性,在开挖过程中易产生不均匀沉降,地铁隧道修建难度较大。因此,如何有效地保障双线隧道在软土地层中施工的安全性成为了工程控制的重点和难点。本文基于天津地铁5、6号线双线盾构隧道工程,重点从地表沉降规律、影响分区划分以及风险评估等方面做了分析,并得到了相应的结论。此外对于天津地铁5、6号线的四线叠落区间隧道的施工过程进行了研究,同时验证了所研究结论在天津软土地层的适应性,以便为今后在天津市区内双线地铁盾构隧道的设计和施工提供参考。主要研究内容和成果如下:(1)通过对天津地铁隧道大量实测地表沉降数据的统计分析,研究在实际施工过程中的地表沉降规律,考虑双线隧道施工所造成的地表沉降为先行隧道和后建隧道所造成地表沉降的叠加,计算Peck公式的两个参数地层损失率V1及沉降槽宽度系数k在天津软土地层的适用范围,以预测天津软土地层双线盾构隧道的地表沉降。(2)确定了适用于天津软土地层新建隧道施工影响分区的划分准则,以幸福公园站-靖江路站-成林道站两个区间作为研究依据,根据实际工程地质情况,通过数值模拟的方法确定在综合判定准则条件下强、弱、无影响区划分,并对立交隧道的合理间距做了研究。(3)建立了适用于天津软土地层双线盾构的风险评价指标体系,包括6个一级因素,23个二级因素和5个三级因素。同时建立了模糊层次分析模型,使得风险评价结果能够直观化和数量化。(4)以天津地铁5、6号线叠落区间工程为背景,从施工顺序、盾构间净距及注浆影响对地铁隧道施工过程进行分析。并通过本文方法、实测数据以及数值模拟三者之间的对比,验证了在复杂叠落区间内的地表沉降规律、影响分区和风险评估方法的可靠性。


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