盾构法施工地表高速公路安全监测及稳定性评价

【摘要】：随着国家基础建设投入的加大，城市地铁、高速公路等不断兴建。由于地质、外界环境、工程造价等因素的影响，城市地铁须穿越高速公路或者大型建（构）筑物，地下施工对高速公路的影响成为新的课题。长沙地铁盾构法施工穿越京珠高速公路，需要在分析高速公路变形指标基础上，开展盾构法施工对高速公路移动变形规律研究，为其稳定性评价提供依据，并在安全监测基础上，对监测数据进行分析与处理，获取可靠信息，指导施工。 论文研究高速公路变形指标、监测数据异常成因，并开展高速公路稳定性评价，具体内容为： 1、阐述概率积分法理论、地层损失理论及其适应条件，进行盾构法施工对地层移动与变形机理分析。 2、针对地下盾构法施工对高速公路的危害，区分沉降、水平移动、曲率、水平变形和倾斜等5个指标对高速公路稳定性影响，提出评价高速公路稳定性的5个参数值。 3、采用模糊函数和层次模型，结合高速公路稳定性评价5个参数建模，将模型分2个层次，第一层次是沉降、水平移动、曲率、水平变形和倾斜，第二层次是各指标本次变化值和累计变化值，并将高速公路划分为四个风险等级：安全状态、一级风险、二级风险、三级风险。结合各指标的变化值情况，对高速公路的安全性进行综合分析，判定高速公路的安全状况。 4、针对盾构法施工穿越京珠高速公路，从监测精度要求、监测原则、监测内容、监测范围、监测周期及监测方法等方面设计专项监测方案。结合工程实践，针对沉降、水平位移、深层水平位移、混凝土支撑轴力、钢支撑轴力、地下水位等多个监测项目，提出监测数据异常的3种类型，并对各自异常类型进行成因分析，为类似工程提供参考。 论文通过分析盾构法施工地表移动变形预计理论、盾构施工下穿高速公路稳定性研究以及监测数据分析与处理的研究现状，以长沙地铁盾构法施工穿越京珠高速公路为例，开展高速公路变形规律研究，并对监测数据进行分析处理，对各种监测项目的异常值进行分析和处理。并在此基础上建立函数模型，根据所研究的高速公路变形指标进行稳定性判定，然后采用模糊函数模型对其进行风险评估，实现掌握其安全状况的目的。