城市地铁隧道开挖对既有管线的影响分析

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1、西安科技大学硕士学位论文城市地铁隧道开挖对既有管线的影响分析专业名称：建筑与土木工程作者姓名：茹国锋指导教师：谷栓成；叶根飞学位论文独创性说明本人郑重声明：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其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：论文题目：城市地铁隧道开挖对既有管线的影响分析工程领域：建筑与土木工程硕

2、士生：茹国锋（签名）指导教师：谷拴成（校内）（签名）叶根飞（校外）（签名）摘要随着城市经济的不断发展，城市地铁日益发挥着重要作用，它给城市带来巨大的社会经济效益、社会效益和军事效益，但同时也给复杂的市政管网带来了一系列的安全问题。地铁建设在穿越地下管线时，每次隧道开挖都会不可避免地对地下管线引起扰动，从而使其受力变形，如果管线变形过大，超过其允许安全变形，管线将会出现裂缝甚至断裂，导致事故的发生。市政管网系统作为城市的生命线，它的安全与否直接危害着国民生产建设和人民的生命财产安全，因此研究管线变形规律具有重要的现实意义和深远的理论意义。本论文以典型Winkler地基

3、梁模型计算了管线的变形和内力，并结合现场实测和数值模拟系统研究了地下管线的变形规律，论文取得主要内容和结论有：（1）系统总结了地下管线的相关知识，包括管线类别、材质、接口方式以及监测方法等。（2）基于Winkler地基梁模型建立了管线的微分控制方程，然后求解微分方程得出了管线的位移和内力表达式，最后进行了参数敏感性分析，研究出了管线埋深、管材、管隧倾角、管径和管壁厚等不同因素对管线位移和内力的影响规律。（3）以西安地铁3号线建工路-咸宁路区间工程背景为依托，分析研究了地铁隧道开挖对垂直管线和平行管线的影响规律，结论指出在浅埋暗挖法中，当管线与隧道走向垂直时，地表最终

4、沉降曲线形式为“双峰”形式,其沉降最大值分别位于两隧道轴线正上方；当管线平行于隧道轴线时，管线的变形会因隧道施工先后顺序不同而发生差异沉降，但是最终沉降基本趋于一致。（4）采用数值模拟，分析比较了不同工法对管线的影响，结论指出在台阶法、环形开挖留核心土法、CRD法和双侧壁导坑四种工法中，其对管线影响最大的是上下台阶法，其次为预留核心土法、CRD法，影响最小的是双侧壁导坑法。（5）系统总结了地下管线的安全判别方法，并以此提出了地下管线的安全控制措施。关键词：地铁开挖地下管线弹性地基梁安全判别控制措施研究类型：应用研究Subject:AnalysisofEffectso

5、fUrbanMetroTunnelExcavationonExistingPipelinesSpecialty:ArchitecturalandCivilEngineeringName:RuGuofeng（Signature）Instructor:GuShuancheng（Signature）YeGenfei（Signature）ABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofurbaneconomy,urbansubwayplayanincreasinglyimportantrole,itbringstothecityofgreatec

6、onomicbenefits,socialbenefitsandmilitarybenefits,butalsohasbringsaseriesofsafetyproblemstocomplexmunicipalpipenetwork.Whenthesubwayconstructioncrossesundergroundpipelines,tunnelexcavationwillinevitablyleadtothedisturbanceoftheundergroundpipeline,makingitstressanddeformation.Ifpipelined

7、eformationistoolarge,morethantheallowedsafetydeformation,pipelinewillcrack,evenfracture,leadingtoaccidents.Asthelifelineofthecity,itssecurityornotdirectlyendangerthenormalnationalproductionandconstructionandpeople'slifeandpropertysecurity,sotheresearchonpipelinedeformationlawhasimpor