砂土地层隧道施工中管线渗漏对邻近地层及埋地管线的影响研究

发布时间：2020-11-15 03:17

　　据统计发现,造成城市地面塌陷事故的大多数原因是由于管线渗漏水造成的。本文以典型砂土地层地铁隧道工程为背景,采用模型试验和理论分析相结合的研究手段,充分考虑渗漏水范围、隧道埋深、管线埋深以及隧道与管线空间位置等因素,对渗漏水条件下砂土地层地铁隧道盾构施工对周围地层变位和管线变形的影响进行了系统的研究,主要研究内容及结论如下:首先,对管线渗漏水条件下砂土地区隧道施工引起的地层变位进行了室内模型试验。研究结果表明,随着管线渗漏水量的增加,地层变位表现为先减小后增大的趋势,地表最大沉降值整体呈二次函数形式增长;随着隧道开挖面的推进,沿地层深度各点的沉降速度均逐渐增加,无渗漏水时沿地层深度各点的最大沉降速度出现在监测断面正下方,与之不同,出现大范围渗漏时,曲线的最大沉降速度出现在监测断面前方0.75D处;根据试验结果,修正了沉降槽宽度系数计算公式,并建立了任意深度处地层损失的计算方法。然后,对渗漏水条件下隧道盾构施工对既有管线的影响进行了室内模型试验。对管线上方地层沉降规律的研究发现,随着地层深度增加,地层沉降量先增大后减小;随着渗漏区范围的增大,地层沉降量最大值出现位置逐渐下移,出现范围在距管顶上方1.5～2.5倍管径内。在无渗漏水时,管线位移小于地表沉降,用地表沉降代替管线位移进行分析,结果偏于安全;当有渗漏水时,管线位移大于同工况下地表沉降,此时用地表沉降代替管线位移将偏于危险。根据试验结果,建立了管线位移与地表沉降之间的关系式。最后,基于Pasternak地基模型,采用两阶段分析方法,建立管线平衡微分方程,实现了管线位移的简化计算;通过将本文推导的考虑渗漏水作用下的Pasternak地基模型计算方法,与模型试验结果及Winkler地基模型计算方法进行对比分析,结果证明本文方法可以实现渗漏水条件下隧道盾构开挖引起管线竖向位移的预测,其结果对指导实际工程施工具有一定的参考意义。
【学位单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U231.3;TU990.3
【部分图文】：

渗漏水,管线,事故

位、进而造成地面塌陷事故，且事故突发性强，危害性大，同时事故发生具有隐蔽性，??不易被发现，已严重的威胁到／城市的正常生产和生活，引起社会各界广泛关注［１’２１。??如图１．１所示。??阁ｌ．ｉ地铁施工导致地下管线断裂??Ｆｉｇ?１．１?ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ?ｐｉｐｅｌｉｎｅ?ｆｒａｃｔｕｒｅ?ｃａｕｓｅｄ?ｂｙ?ｓｕｂｗａｙ?ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ??２００８年１月广州地铁５号线区间二号通道突然发生涌水发生塌方寧故（阁１．２??致使通道附近地面下陷，造成一个深约５ｍ、面积约为１００ｍ２的人应窿，｛ｌＵｔ？未造成??人员伤亡事故，２００８年３月深圳地铁１号线丁程五标段甚坑发生沉降垮塌事故，导致??路面产生约为１０－３０ｃｍ的沉降，严重危害附近居民的卞活安个，２００９?＜丨：５?）＿！?６日，南??１??

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