岩溶地区修建城市盾构隧道的勘察与预案研究

发布时间：2017-08-19 19:17

  本文关键词：岩溶地区修建城市盾构隧道的勘察与预案研究

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【摘要】：近年来,广州市的轨道交通不断发展,在岩溶地区修建过程中遇到的岩溶问题越来越多,且分布之广是我国修建城市轨道史上之最。一般来说,城市轨道交通修建工法有浅埋暗挖法、盾构法和明挖法三种,本文主要探讨岩溶地区修建城市盾构隧道的勘察与预案。一方面,针对岩溶地区的地质特点及盾构施工时的问题,指出了如何进行线路的勘察与预处理,以及如何处理盾构施工过程中的常发问题及盾构机的选型;另一方面,通过数值分析,对广州市地铁9号线某典型区间的溶洞处理原则提出了优化建议,最后形成一套具有工程指导性的方案。主要研究工作及成果如下:(1)通过研究岩溶地区四类灾害的发育机理,分别指出四类灾害如何进行盾构施工前的勘察及预处理,并总结了现有的勘察方法、处理原则与处理措施,为后续盾构施工的开展提供了支持。(2)通过对岩溶地区盾构施工常发的三类灾害(高压水、不同溶洞形态、复合地层)进行研究,并根据两类盾构机的工作机理,指出了施工工法的选用、灾害的处理、盾构换刀点的处理以及盾构机选型等对策,形成一套岩溶地区盾构隧道施工的指导性方法。(3)依托广州市9号线某典型区间案例,采用三维有限元软件,分析存在不同溶洞形态下,盾构施工对周边环境的影响,提出以溶洞直径与溶洞和隧道之间的净距之比1K(简称洞距比)、溶洞直径与隧道直径之比2K(简称洞隧比)作为判断溶洞是否处理的标准,从而对本案例的溶洞处理原则提出了优化建议。
【关键词】：岩溶灾害 盾构隧道 勘察处理技术 数值分析 处理原则
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.43
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 研究背景及意义9-12
• 1.1.1 城市轨道交通建设现状9-10
• 1.1.2 广州市岩溶地区修建或计划修建轨道交通的岩溶地质情况10-11
• 1.1.3 岩溶地区修建盾构隧道遇到的施工问题11-12
• 1.2 国内研究现状12-17
• 1.2.1 岩溶地区的勘察技术及处理现状12-13
• 1.2.2 岩溶地区盾构隧道施工问题及其选型现状13-15
• 1.2.3 岩溶隧道数值分析现状15-17
• 1.2.4 国内研究现状总结17
• 1.3 本文的主要研究内容和方法17-20
• 1.3.1 研究内容17-18
• 1.3.2 研究方法及技术路线18-20
• 第二章 岩溶地区的勘察与盾构施工预处理研究20-43
• 2.1 引言20
• 2.2 各类岩溶灾害发育原理20-33
• 2.2.1 洞害发育原理20-27
• 2.2.2 水害发育原理27-28
• 2.2.3 洞穴充填物发育原理28-29
• 2.2.4 坍塌、洞顶地表沉陷发育原理29-32
• 2.2.5 各类岩溶灾害发育总结32-33
• 2.3 岩溶地区的勘察技术及盾构施工预处理方法33-41
• 2.3.1 岩溶地区各类灾害的勘察技术手段33-36
• 2.3.2 岩溶地区各类灾害的处理技术手段36-37
• 2.3.3 岩溶地区线路勘察及处理技术手段总结37-41
• 2.4 本章小结41-43
• 第三章 岩溶地区盾构施工常发灾害的处理及盾构机选型43-55
• 3.1 引言43
• 3.2 盾构机原理43-45
• 3.2.1 泥水加压式盾构43-44
• 3.2.2 土压平衡式盾构44-45
• 3.3 岩溶地区修建隧道施工工法的选择45-48
• 3.4 岩溶地区盾构施工过程中常发灾害的处理及其盾构机选型48-54
• 3.4.1 盾构穿越高压水环境48-49
• 3.4.2 盾构穿越复合地层49-53
• 3.4.3 盾构穿越不同的溶洞形态53-54
• 3.5 本章小结54-55
• 第四章 不同溶洞形态下盾构隧道施工时地表沉降的响应特征及控制措施55-95
• 4.1 引言55
• 4.2 有限元理论基础55-56
• 4.3 模型的建立及控制标准56-59
• 4.4 不同溶洞形态下盾构隧道施工时地表沉降相应特征及控制标准59-94
• 4.4.1 溶洞位于盾构隧道左/右侧的影响分析59-69
• 4.4.2 溶洞位于盾构隧道下侧的影响分析69-79
• 4.4.3 溶洞位于盾构隧道左/右下侧的影响分析79-89
• 4.4.4 运营期间列车对溶洞的影响分析89-92
• 4.4.5 溶洞处理原则前后分析的对比92-93
• 4.4.6 分析结果对勘察与处理的应用93-94
• 4.5 本章小结94-95
• 第五章 结论与展望95-97
• 5.1 结论95-96
• 5.2 展望96-97
• 参考文献97-103
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果103-104
• 致谢104-105
• 答辩委员会对论文的评定意见105

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本文编号：702495