浅埋暗挖隧道地层变位随机介质理论分析与控制技术分析

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1、致谢本论文的工作是在我的导师黄明利教授的悉心指导下完成的，从选题到论文的正式写作以及后期的成稿，黄老师细致入微，给予了我很多的帮助以及耐心的指导。黄明利教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在工作上，黄老师尽量让每个学生都接触到不同的项目，参与不同的工作，使学生的理论知识与实践能力得到综合的提高；在生活上，黄老师同样给予了我们极大的关心和帮助。黄老师特别重视对学生的思想教育，尽可能的提供机会让我们师兄弟相聚一堂，交流心得，老师留给我印象最深刻的一句话是“做事先做人"!两年时间很短，

2、但收获很多，在此衷心感谢两年来黄老师对我的关心和指导。在此同时，我要感谢崔江余老师、吕勤老师、李涛老师，他们在各个方面都教育和指导了我，在学习上和科研上都给予了我很大的关心和帮助，同时也感谢学院以及学校的领导，他们都默默的帮助了我很多，使我顺利的完成学业，这些我都会铭记在心。在实验室工作及撰写论文期间，师兄李力、徐恒国，同学路威、朱轩、聂楠、莫崇杰、叶旭洪、赵晓勇、金建伟，师弟范宏柱、黄烨，师妹吕海英，在这段时问不辞辛苦，帮助我做了大量的工作，在此，向他们一一表示感谢。也祝他们在今后的学习和生活中一帆

3、风顺。另外也感谢我的家人，没有他们的支持，就没有我的今天，他们是我坚强的后盾。向他们这些年来，无怨无悔的为我付出，表示我最衷心的感谢。最后．感谢各位专家、教授在百忙之中对我的论文进行评阅，希望得到你们的指导!黎新亮2008．6亏交史红幂园1绪论1．1研究意义及工程背景1．1．1研究意义随着社会的发展，人类面临R益突出的居住、交通、环境与土地资源的矛盾。为了解决这些矛盾，国际上提出“21世纪是人类丌发地下空间时代"的口号。我国自从1965年开始在北京修建地铁，至今已有北京、天津、南京、上海、广州、深圳、

4、香港以及台北地铁线路投入了运营；哈尔滨、沈阳、成都也正积极兴建地铁；厦门、青岛这两个城市正在修建海底隧道；同时，大连、兰州、昆明、西安、长春、鞍山、佛山、乌鲁木齐等城市也正着手地铁的筹建工作。地下工程施工是在岩土体内部进行，施工不可避免地对岩土体产生扰动，引起岩土体变形，随着人们环境保护意识的增强和隧道下穿既有建筑物、道路和管线的增多，施工环境也将越来越复杂，施工难度势必越来越大。由于浅埋暗挖法不像盾构法为闭式(有压)工作面，而是开式(无压或裸露)工作面。因此一般来说，在第四纪软土中利用浅埋暗挖法修建

5、城市地铁隧道，为了保证隧道开挖工作面的稳定以及控制地表沉降，对地层采取超前预加固技术是不可缺少的重要一环。不可否认，对城市地铁隧道浅埋暗挖法的研究，历经多年实践，有了爽量而丰富的科研成果和工程实践经验，地层变位控制技术与浅埋暗挖法的施工技术的研究相比较而言，尽管提出了若干可行的措施，设计、施工时也重视其作用，但对于软弱地层以及复杂的施工环境下的地层变位预测分析以及控制技术的系统研究仍显得十分薄弱，尤其是对于控制地层变位采用的一些辅助施工方法的作用机理以及地层变位的基本规律，难有满意的理论分析及总结，而

6、这些对设计、施工等都具有极重要的指导意义。1．1．2工程背景本文针对在粉细砂地层中修建地铁大跨渡线暗挖隧道，结合北京地铁四号线西单～灵境胡同暗挖渡线工程，并依托北京交通大学隧道与地下工程试验中心承担的“北京地铁四号线西单～灵境胡同粉细砂层暗挖地铁隧道穿越建筑物、管线和道路施工关键技术研究”课题，着重于随机介质理论对单孔隧道丌挖引起地表沉降的预计，双层小导管加固机理及其在双孔隧道过建筑物对隧道差异沉降的控制应用，以及多导洞丌挖隧道地层变位及控制技术的研究，给出地层变位控制技术的设计方法并指导应用于地铁四

7、号线西单～灵境胡同工程实践，最终通过现场监测，检验施工效果，并应用于北京地铁工程实践。本文依托的工程基本概况如下：(1)工程地貌及周边环境本工程为北京地铁四号线工程土建施工第9≠≠合同段区间二I：程，位于北京市两城区，为西单～灵境胡同站区间，区问的平面位置详见卜图：霉曩麓g譬薹豁瑟瑟萎餮瀚嵫：譬銮孪一懑．鹆}辫蹙惑匿黔掰?一是。穆畛钐留。萎’、：峨攀穗函一?‰鬻麓。彖癣魏no徽黻。『藏麓瓤～蠲滋”鬣零獠霉禺唿译黼：lj：疑塞∥警东谚二簪}爨辑妒蠡警鹫麟障警警鲮篷j图I．1区间隧道地理位置洋图(2)工程

8、地质与水文条件勘察揭露地层最大深度为50．Om，地层层序自上而下依次为：人工填土层(Qmi)、新近沉积层(Q42+3a1)、第四纪全新世冲洪积层(Q41al+p1)和第四纪晚更新世冲洪积层(Q3al+p1)。2车站及区间地理位置辊凝争霉?陡鼹隧嘲秽鬻曩移、；f燃孽截黼，褥黢霞鞠蘸一≤意蠢3暑钕餐显嚣嚣嗤主怪葺蟹暑簦隙函旧菰蕊峰舞仪*蒌一厘区若匣墨驾嘁．斟甚N-l殂网豳誊匿≮器几川㈠U冷彝}，台聂稼阀圈。霉二窭冈州川U二舞网N州因』g．'I宾一聋《《娥掣斟