黄土地区地铁隧道施工对地下管线影响的研究

摘要

城市基础建设发展迅速，国际化大都市已日渐形成，地铁项目已在全国一线城市全面兴建。然而，地下工程的施工扰动对地层环境的影响问题也日趋凸显，地铁隧道的建设对城市既有建筑环境具有潜在的威胁。城市地铁隧道沿着城市主干道方向布设，将不可避免的穿越大量的地下管线。地铁施工将导致地下管线产生附加应力和变形，从而影响地下管线的安全性。为了保证地铁施工能够在管线正常使用的前提下安全有序的进行，这就需要学者们深入研究地铁施工对临近管线影响的规律变化情况。
　　本文以西安地铁5号线青岳区间隧道下穿地下管线为工程背景，通过地表和地下管线沉降的现场监测数据，选取典型的污水管线为研究对象，分析监测数据，并运用数值模拟的方法，详细分析了台阶法施工对地层以及管线造成的影响。系统研究了地铁施工对临近管线的影响规律。在分析研究的过程中得到了以下结论：
　　1、隧道施工掌子面跨过地裂缝时，地裂缝与隧道掌子面相互作用引起的地表沉降影响范围主要是在地裂缝活动强烈的变形区，地表沉降变化趋势整体呈现台阶状变化。
　　2、在采用台阶法施工时，地下管线在一台阶施工时产生的沉降更为突出，达到了总沉降量的44.3%，二台阶占28.7%，三台阶占19.9%。因此，在施工的过程中，注重对一台阶的施工控制，可以达到减小管线沉降的作用。
　　3、台阶法施工时，隧道施工造成的地层沉降变化情况是最大地层沉降发生在拱顶范围，最大横向收敛发生在拱腰位置。
　　4、黄土地区新建隧道施工对既有结构的沉降影响范围在0~3.2D（D为隧道外径），沉降率变化最大的位置在1.0D附近，因此，新建隧道与重要地下管线相交时可以通过加大二者间距来消除施工的影响。

目录

1 绪论

1.1研究背景和意义

1.2本课题研究领域国内外研究现状

1.3研究内容及研究方法

2城市地铁隧道施工对地下管线影响规律的理论分析

2.1城市地下管线的综合概述

2.2 地下管线的分布和埋深

2.3隧道下穿过程引起的应力情况分析

2.4地下管线的破坏形式

2.5地下管线安全判别方法

2.6本章小结

3西安地铁5号线施工对临近管线的影响分析

3.1西安地铁5号线青岳区间工程背景

3.2 青岳区间临近管线情况

3.3青岳区间管线监测设计

3.4青岳区间监测结果分析

3.5本章小结

4青岳区间隧道施工对临近管线影响的数值分析

4.1基于实测数据的DN1200管线数值模拟

4.2施工中管线埋深对管线的影响

4.3黄土地区地下管线的保护措施

4.4本章小结

5结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

附录