浅论盾构隧道上部叠交开挖卸载扰动特性及安全保护技术研究

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1、申请上海交通大学硕士学位论文盾构隧道上部叠交开挖卸载扰动特性及安全保护技术研究学校：上海交通大学院系：船舶海洋与建筑工程学院班级：B0701095学号：1070109129研究生：卫俊杰导师：黄醒春教授上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院2010年1月ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeASTUDYONTHECHARACTERISTICSOFEXCAVATIONINTHEUPPERPARTOFSHIELDTUNNELANDSECURITYPROTECT

2、IONTECHNOLOGYRESEARCHAuthor：JunjieWeiSpecialty:GeotechnicalEngineeringAdvisor:Prof.Xing-chunHuangSchoolofNavalArch.,Ocean&CivilEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityJanuary,2010摘要随着中国城市化现代化进程，城市空间的扩张逐渐向地下发展，由此催生了大量的地下工程，已建地下空间构筑物满足人们日益增长的生活和工作需求的同时，也给后续工程带来了不可避免的技术困难，如何确保已建地

3、下结构的稳定与安全成为了新的难题，其中之一就是在地下构筑物上方卸载带来的问题。本文以上海市轨道交通10号线同济大学站至国权路站区间隧道和下立交结构工程为依托，对盾构隧道上部卸载研究分析的同时，分析对比卸载施工过程中开挖方式、加固方案等因素对下卧隧道的影响程度，研究分析下卧隧道对这些因素的敏感性和响应模式，并进行组合分析。根据研究对比，针对不同因素，提出相应的解决工程难题的对策和环境保护措施，保证安全快速施工，主要的研究内容如下：（1）研究有限元的相关理论和隧道施工过程中所采用的数值模拟方法，分析非线性土体Drucker-Prager模型、模拟

4、处理中所采用的近似假定、土体参数的选取换算以及施工步骤的实现方式等。（2）通过建立三维有限元模型，分析不同开挖方式下的已建隧道上浮量。通过对不同的基坑开挖方式进行分析对比，研究基坑开挖过程中时空效应对基底隆起及隧道变形的控制，定性选择最优开挖方式。（3）建立二维有限元模型，针对待选的六种加固方案进行模拟分析，通过对各加固方案土体位移值的比较、土体位移方向等方式分析加固方案对已建隧道上浮的控制效果，同时考虑实际施工的难度以及工程经济因素，综合选取最佳加固方案。（4）通过分析现场实测数据，在采用相应开挖保护方案后，施工过程中的地表沉降、基坑围护竖

5、向位移、建筑物竖向位移、管线位移等都控制在合理范围内。关键词：盾构隧道，上部卸载，开挖模式，加固措施，实测分析，变形控制ABSTRACTWiththemodernizationofChineseurbanizationprocess,thegradualexpansionofurbanspacefocusontheundergroundspace,andthusgavebirthtoalargenumberofundergroundengineering.Structuresofundergroundspacehavebeenbuilttom

6、eettheincreasingdemandforpeople’slifeandwork,atthesametime,thefollow-upprojectshavetofaceinevitabletechnicaldifficulties.Problemscameoutthathowtoensurethestabilityandsecurityofbuiltundergroundstructures,oneofwhichwastheunloadoftheundergroundstructuresatthetop.Inthispaper,ba

7、seonShanghaiSubwayLineNo.10,TongjistationtoGuoQuanroadsection,undergroundinterchangeproject.Weresearchontheupperunloadingoftheshieldtunnel,meanwhile,analysisandcomparemethodsofexcavationunloadingtheconstructionprocess,reinforcementsoftheinterchangeprojectandotherfactors,The

8、nwefindouthowthesefactorsaffectontheshieldtunnelunder-lying,analysisonsensitivitya