盾构下穿施工对邻近地下通道复合地基影响研究开题报告
2020-04-12 14:14:27
1. 研究目的与意义(文献综述)
随现代技术的发展,人类对于地面空间的开发已经达到了新的高度,但还远远不能满足我们的生活需求,于是对于地下空间的开发成为当今土木行业的一大目标,尤其是地下交通方面。谈到地下交通方面,首先想到的就是盾构法施工。
盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土器械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。用盾构法修建隧道已有 150余年的历史。最早进行研究的是法国工程师m.i.布律内尔,他由观察船蛆在船的木头中钻洞,并从体内排出一种粘液加固洞穴的现象得到启发,在1818年开始研究盾构法施工,并于1825年在英国伦敦泰晤士河下,用一个矩形盾构建造世界上第一条水底隧道(宽11.4米、高6.8米)。在修建过程中遇到很大的困难,两次被河水淹没,直至1835年,使用了改良后的盾构,才于1843年完工。其后p.w.巴洛于1865年在泰晤士河底,用一个直径2.2米的圆形盾构建造隧道。20世纪30~40年代,仅美国纽约就采用气压盾构法成功地建造了19条水底的道路隧道、地下铁道隧道、煤气管道和给水排水管道等。从1897~1980年,在世界范围内用盾构法修建的水底道路隧道已有21条。德、日、法、苏等国把盾构法广泛使用于地下铁道和各种大型地下管道的施工。1969年起,在英、日和西欧各国开始发展一种微型盾构施工法,盾构直径最小的只有1米左右,适用于城市给水排水管道、煤气管道、电力和通信电缆等管道的施工。中国于第一个五年计划期间,首先在辽宁阜新煤矿,用直径 2.6米的手掘式盾构进行了疏水巷道的施工。中国自行设计、制造的盾构,直径最大为11.26米,最小为3.0米。正在修建的第二条黄浦江水底道路隧道,水下段和部分岸边深埋段也采用盾构法施工,盾构的千斤顶总推力为108兆牛,采用水力机械开挖掘进。在上海地区用盾构法修建的隧道,除水底道路隧道外,还有地铁区间隧道、通向河海的排水隧洞和取水管道、街坊的地下通道等。
盾构法施工得到广泛使用,因其具有明显的优越性:①在盾构的掩护下进行开挖和衬砌作业,有足够的施工安全性;②地下施工不影响地面交通,在河底下施工不影响河道通航;③施工操作不受气候条件的影响;④产生的振动、噪声等环境危害较小;⑤对地面建筑物及地下管线的影响较小。但同时盾构法也存在相应的缺点:断面尺寸多变的区域适应性差、新型盾构购置费昂贵,对施工区段短的工程不太经济、工人的工作环境较差等。同时,由于目前对地下空间的开发也到达一定水平,盾构施工已经不是简单的做出一个地下隧道,有时需要穿过邻近地下通道进行盾构,则此时必须考虑盾构下穿对邻近地下通道复合地基的影响。例如,郑州市南四环至郑州南站城郊铁路郑港九路站 ~ 郑港六路站区间采用盾构法施工,由郑港九路站始发,沿郑州市航空港区郑港四街向北敷设,止于郑港六路站(现已建成)。该工程属于盾构施工近距离下穿大断面公路隧道,由于通道底板与隧道顶部距离较近,施工时容易引起结构开裂甚至地表隆起,盾构的掘进参数也难以控制。经过三维数值计算程序 midas/gts 对一级风险源的施工过程进行的仿真模拟计算,施工满足通道沉降基本要求。施工过程中通过监控测量、通道内加载反压措施、设备及时检修以及合理控制掘进参数保证了工程的顺利完成。
2. 研究的基本内容与方案
一、研究内容
盾构下穿对邻近地下通道的影响因素以及控制方法。
二、研究目标
3. 研究计划与安排
第1-4周:熟悉数值计算软件使用方法;
第5-6周:文献查阅,确定需要进行敏感性分析的因素;
第7周:确定数值计算方案;
4. 参考文献(12篇以上)
参考文献:
[1] [1]陈丽蓉.上海外滩通道工程中土压平衡盾构下穿对地下通道沉降影响研究[j] .建筑施工.2010,32(4):287-288
[2] 郑浩龙.盾构隧道下穿施工对既有地下通道的影响分析[j].铁道勘察与设计,2016(1):66-69