地下盾构穿越施工对飞行区既有管线的影响

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1、硕士学位论文地下盾构穿越施工对飞行区既有管线的影响研究生姓名：李春波导师姓名：赵方冉教授2015年6月7日分类号：TU94密级：公开UDC：624.1学号：1208008中国民航大学硕士学位论文地下盾构穿越施工对飞行区既有管线的影响研究生姓名：李春波导师姓名：赵方冉教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：道路与铁道工程所在院系：机场学院论文答辩日期：2015年6月7日2015年6月7日InfluenceofUndergroundShieldTunnelConstructionontheExistingPipelinesunderAirfieldADissertationSubmittedto

2、CivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYLIChun-boSupervisedbyProf.ZHAOFang-ranCivilAviationUniversityofChinaJune2015中国民航大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。度我所失口，除了文中特别加Ｗ标巧和致谢的地方外’论文中不包當其他人已经发表或撰与过的研巧成果，也不包含为获得中国民航大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料…。与我同工作的同志对本硏

3、巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。：破曰期研巧生签名：旅＜‘毒為＿７中国民航大学学位论义使用授权声明中国民航大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可ｙ？采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内一容相致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权中国民航大学研究生部办理。研究生签名：＾ｉ＾－导师签么日期：７＾护。摘要随着社会对交通设施需求的不断增长，越来越需要开发地下空间，但是，在城市和机场

4、等区域的地下已经埋设有各种管道，有些管道的埋置深度还较深，从而使得在地下隧道施工中的土体扰动直接造成既有管道的局部沉陷变形，甚至导致其结构破坏等事故。近几年来，大型机场都在开始大规模的地下隧道建设来满足地面交通与空中交通的快速转乘需求，从而不可避免的需要穿越地面正在运行飞机的飞行区，因此，飞行区地下的既有管道需要同时承受上部飞机荷载和下部隧道施工过程中土体扰动的多重效应影响，直接威胁着这些管道的结构安全。本文以机场飞行区地下埋置管道同时遭受上部飞机荷载，以及下部盾构施工扰动双重作用下的力学响应规律为研究目标，基于多种因素影响下的理论分析，建立了管道受隧道开挖影响的变形及受力计算公式，探讨了管

5、道的受力及变形特性。基于对盾构施工过程的简化分析构建了分析管道在多重因素作用下的有限元分析模型，利用ABAQUS对不同工况下盾构施工开挖过程的土体扰动效应进行了三维有限元数值模拟，分析了不同参数下管道的变形及力学特性规律。基于相似理论设计和完成了埋置管道下模拟盾构施工过程的实验研究，室内模型实验分别研究了不同管径、不同管-隧间距、不同管材情况下管道的力学变化规律。理论分析和数值模拟研究结果表明，砂类土中盾构施工隧道两侧地表有可能产生向上的位移，且管道受力及变形最大；增加土体刚度能减小管道的变形及受力，增加管道下部土体刚度作用明显，且深度越大效果越好；管道埋深越大，距离盾构隧道越远，管道的受力

6、及变形越小；管道与隧道垂直相交时偏于危险。模型实验研究结果表明，管道管径越大、与隧道垂直距离越小、管道刚度越大则管道的变形及受力越大。模型试验与数值模拟结果的对比分析表明，二者所反映的管道变形规律基本一致，且数值模拟结果比模型实验结果偏大。关键词：机场飞行区；地下穿越；地下埋置管道；盾构施工；管道变形IAbstarctWiththegrowingsocialdemandfortransportinfrastructure,theneedforthedevelopmentofundergroundspaceisgrowing,however,variouspipesareburiedunder

7、groundcitiesandairports,someofwhichareburieddeep,sothatthesoildisturbanceinthegroundmadebytunnelconstructionmaydirectlycauselocalsubsidencedeformationofpipes,andevenleadtostructuraldamageandotheraccidents.I