论文模板隧道建设.doc
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1、地铁隧道穿越地裂缝施工对既有桥梁影响分析字体字号为:小2号黑体。标题的要求:1)选题新颖:有创新内容,避免老生常谈。2)特定内容:准确无误地表达论文的中心内容。3)恰当用词、词语简明、文题相符。付黎龙1,胡海波2(小二号楷体 占2行位置)(1.中铁隧道勘测设计院有限公司,天津 300133;2.湖南省长沙高速公路建设开发有限公司,长沙 410075)5号楷体摘要:以西安地铁二号线穿越长安立交和f6地裂缝段为例,利用ABAQUS有限元软件对地铁穿越地裂缝施工对既有桥梁建立三维模型进行模拟分析,并将现场监测数据与数值模拟结果进行对比分析,得出以下结论:1)地铁穿越地裂缝施工对既有桥梁桥墩具有一定的
2、影响,对第3排桥墩沉降影响明显;2)地裂缝在短期内对地铁隧道开挖的影响不明显,需对地裂缝处结构进行长期监测。同时,建立了地铁隧道与地裂缝相距不同水平距离的二维模型,通过分析给出了在西安地区临近地裂缝开挖地铁隧道的建议最小设防距离为3倍隧道直径。摘要为(小五号黑体);摘要内容(小五号书宋)。1)摘要应反映文章的重点内容,应说明文章研究的目的、方法过程及结论。 目的: 主要说明作者写此文章的目的,或说明本文主要要解决的问题。 过程及方法:主要说明作者主要工作过程及所用的方法,也包括边界条件、使用的主要设备和仪器。结果:作者在此工作过程最后得出的结果和结论,如有可能,尽量提一句作者结论和结果的应用范
3、围和应用情况。2)用第三人称。建议采用“对进行了研究”、“报告了现状”、“进行了调查”等记述方法表明文献的性质和文献主题,不必使用“本文”、“作者”等作为主语。以300字左右为宜。关键词:地铁隧道;地裂缝;既有桥梁;数值模拟(小五号黑体)关键词: 地铁隧道; 地裂缝; 既有桥梁; 数值模拟(小五号书宋)中图分类号(小五号黑体):TU 445.72(小五号书宋)关键词是科技论文的文献检索标识,是表达文献主题概念的自然语言词汇。科技论文的关键词是从其题名、摘要、层次标题和正文中选出来的,能反映论文主题概念的词或词组。关键词应尽量给词全一些,专指度高一些。中图分类号: TU47 文献标识码:A 文章
4、编号:中图分类号(小五号黑体):TU 445.72(小五号书宋)(小五号黑体)文献标志码: A(小五号书宋)文章编号(小五号黑): 1672-741X(2011)01-0064-07(小五号书宋)Analysis on Influence on Existing Bridge Imposed by Construction of Metro Tunnel Crossing Ground Fissure3号黑正FU Lilong1, HU Haibo2小4号白正(1. China Railway Tunnel Survey & Design Institute Co., Ltd., Tianji
5、n 300133, China; 2. Changsha Highway Construction and Development Co., Ltd. of Hunan Province, Changsha 410075, China)5号白斜Abstract: 五号黑正3D model is established and analysis is made on the influence on the existing bridge imposed by the construction of a subway tunnel crossing a ground fissure, and t
6、he site monitoring data and the simulation results are analyzed, with a section of Xian Metro line 2 crossing Changan Overpass and f6 ground fissure as an example. The conclusions drawn are as follow: 1) The construction of the Metro tunnel crossing the ground fissure has some influence on the exist
7、ing bridge piers, especially on the settlement of the third row of the bridge piers; 2) The influence of the ground fissure on the excavation of the Metro tunnel in short term is not obvious, therefore long-term monitoring should be made for the tunnel structures near the ground fissure. Meanwhile,
8、2D model of different distances from the Metro tunnel to the ground fissure is established, analysis is made and the minimum fortification distance to excavate Metro tunnels near ground fissures in Xian area is proposed to be at least 3 times of the tunnel diameter. 5号白正Key words:5号黑正 Metro tunnel;
9、ground fissure; existing bridge; numerical simulation5号白正0 引言(小四号黑体 占一行半的高度)要求:引言作为论文的开场白,应以简短的篇幅介绍论文的写作背景和目的,以及相关领域内前人所做的工作和研究的概况,说明本研究与前人工作的关系,目前研究的热点、存在的问题及作者工作的意义,引出本文的主题给读者以引导。随着经济和社会的发展,我国也越来越重视地下铁道的发展,并在北京、广州、深圳、上海等大城市修建了大量地铁,南京、成都、杭州、西安、长沙等城市也在建或者筹建地铁。地铁是位于地下收稿日期:2010-11-19; 修回日期:2011-01-30基
10、金项目:国家自然科学基金资助项目(59637050);“八五”国家科技攻关项目(85-20-74)作者简介:付黎龙(1980-),河南省鲁山县人,2009年毕业于中南大学桥梁与隧道工程专业,硕士,助理工程师,现从事隧道及地下结构工程方面设计。(6号黑体)收稿日期: (6号书宋)2010-11-19; (6号黑体)修回日期: (6号书宋)2011-01-30(6号黑体)作者简介:(6号书宋)付黎龙(1980),河南鲁山人,2009年毕业于中南大学桥梁与隧道工程专业,硕士,助理工程师,现从事隧道及地下结构工程方面的设计。应按照下列格式写在文章首页的下面:XX(出生年),性别,籍贯,何年毕业于何学校
11、何专业,学历,职称,现从事技术工作。文章若为基金项目,请注明科研项目来源。如国家自然科学基金、教育部博士点基金等。格式如下:(6号黑体)基金项目:(6号书宋)国家自然科学基金资助项目(59637050);“八五”国家科技攻关项目(85-20-74)的大型工程,由于受线路线型等因素的影响,因此地铁在修建过程中不可避免地会遭遇各种各样的地质问题,地裂缝就是其中之一。在地裂缝对工程影响方面:刘雪梅1研究了西安市地裂缝对地铁洞室围岩稳定性影响,将地裂缝作为弱面进行处理,然后以弹塑性理论为依据导出弱面的破坏准则,并以此为基础得出弱面对洞室产生剪切破坏时的最不利角度。吴珍汉等2通过现场调查总结分析了青藏铁
12、路沿线地裂缝特征和地裂缝对沿线工程的影响,提出了减轻青藏地裂缝对工程影响的措施。王启耀等3从地裂缝的致灾机理入手,分析了公路工程在断裂活动时的破坏原因及具体表现形式,提出了一些相应的整治措施,并就目前公路工程活动断裂防灾减灾需要解决的一些关键问题进行了说明。此外,为防止地裂缝对建筑物的破坏,1988年陕西省建设厅制定并颁发了陕西省标准西安地裂缝场地勘察与工程设计规程4,规程规定,任何类型的新建建筑不得跨越主裂缝位置,必须按规定避开主裂缝一定距离,实践证明,规程实行是有效的。但是,城市土地资源越来越紧缺,同时各种因素也使得规划时不可能完全避开地裂缝,尤其是地铁这样的线状重大工程,其受到本身连续性
13、要求和线路展布的限制,必然会出现临近或者穿越地裂缝的情况,如西安地铁二号线就穿越多条地裂缝。目前,在地铁隧道尤其是在地裂缝带开挖的地铁隧道施工过程中,对于地裂缝的存在对围岩稳定性影响的监测对比分析还是比较少,也没有相关规范临近地裂缝开挖地铁隧道的建议最小设防距离。因此,本文以西安地铁二号线穿越长安立交和f6地裂缝为例,通过现场监测数据与数值模拟对比,可以进一步了解施工过程中围岩、工序和隧道结构之间的相互作用,指导现场安全现场施工。同时,通过分析不同水平距离的地铁隧道与地裂缝,给出了在西安地区临近地裂缝开挖地铁隧道的建议最小设防距离。1 工程概况(小四号黑体 占一行半的高度)1.1 地裂缝、长安
14、立交与隧道空间关系5号黑体西安地铁二号线草场坡小寨区间位于西安市南二环长安路立交桥南北,为左右并行的区间隧道,左右线间距13.021.0m,单洞宽度为6.28m。该区间线路底板标高介于389.18395.00m之间,隧道底板埋深约17.524.6m5。区间内存在f6、f6两条地裂缝,左洞ZDK16+628.5ZDK16+698.5和右洞YDK16+629YDK16+704设为地裂缝设防段,对隧道衬砌结构进行加高加宽处理。同时,本段区间隧道在DK16+610+690段长80m平行下穿长安路立交桥,隧道开挖拱顶距桥梁主跨基础底面为7.21m7.94m,地铁、长安立交以及地裂缝的空间关系见图1图2。
15、(正文的所有字体都是五号书宋体)要求:一般科技论文的正文部分都应包括研究的对象、方法、结果和结论或讨论这几个部分。试验与观察、数据处理与分析、试验研究结果的得出是正文的主要部分,应给与有重点的详细论述。工程类论文一般包括以下内容:1)提出问题;2)分析问题产生的原因(从理论和实践两方面,尽量用数据说话);3)提出改进/解决问题的方案;4)论证方案的可行性(从理论和实践两方面论证);5)方案的执行(方法);6)收集整理分析方案执行过程中有关问题的资料和数据; 7)得出方案执行效果。图1 隧道平面布置图Fig. 1 Plan of Metro tunnel(小5号黑体 占一行半的高度) ,英文为小
16、5号白正图2 地铁、长安立交以及f6地裂缝空间关系图Fig. 2 Relationhip among Metro tunnel, Changan overpass and f6 ground fissure1.2 工程地质概况场地位于黄土梁洼区,地表分布有厚薄不等的全新统人工填土;其下为上更新统风积新黄土及残积古土壤;第一层古土壤下部在黄土梁区为更新统风积老黄土、残积古土壤及冲积粉质黏土、砂土等,在洼地区为上更新统冲积粉质黏土、砂土及中更新统冲积粉质黏土、砂土等地层6。1.3长安立交及f6地裂缝概况长安立交桥建于1994年,桥面总宽51.5m(包括护栏),其中两幅机动车道各宽12m, 两幅非机
17、动车道各宽6m。上交四跨简支先张预应力空心板桥,跨径为10.213.513.510.2(m),基础为扩大基础,下采用1.5m厚3:7灰土处理。长安立交下发育f6地裂缝,该地裂缝出露于长安立交下,裂缝延伸距离较长,平面展布弯曲。该段总体走向近东西,东侧穿过长安立交后沿NE5565方向延伸,进入草场坡村。地裂缝造成地面开裂显著,宽度1020cm,主裂缝南盘与次裂缝北盘均产生明显下错。立交桥附近路缘及桥下柱基均产生了明显的错动变形,导致上部梁体错台达21cm,见图3。f6地裂缝在19901999年平均活动速率41mm/a,最大49.42mm/a。20022005年平均活动速率3.1mm/a。从地勘结
18、果看,地裂缝两侧岩土物理力学性质总体上有较明显的差别:f6地裂缝北盘土壤含水量为19.2%,南盘26.1%,两者相比南盘含水量增大了7%;北盘压缩系数为0.22 MPa1,南盘为0. 35MPa1,干密度均为14.9 kN/m3;抗剪强度C值差别不大,值提高了约102。(a)路面裂缝照片6号书宋(b)长安立交错台照片6号书宋图3 长安立交裂缝照片Fig. 3 Fissure of Changan overpass1.4 设计概况下穿长安立交和f6地裂缝地铁区间隧道设计有A型和G型两种不同结构类型,A型断面对应一般情况,G型断面对应地铁隧道通过f6地裂缝加高加宽段,具体参数见图4。采用复合式衬砌
19、,初期支护采用喷射混凝土、钢筋网、格栅钢架及砂浆锚杆,二衬为防水钢筋混凝土,隧道开挖后立即喷C25早强混凝土,厚度50mm。超前支护采用壁厚3.5mm,长度为3m的42普通钢管,沿拱部150范围内环向布设,环向间距0.3m,纵向间距1.5m,注水泥水玻璃双液浆,过长安立交桥段加密为拱部及边墙布设,环向间距0.25m。初支采用250mm厚C25早强喷射混凝土,全断面支护。格栅钢架间距0.75m,过长安立交桥段0.5m。二次衬砌为C30防水钢筋混凝土,厚350mm。(a) A型断面(b) G型断面图4 隧道断面设计图Fig. 4 Design of tunnel cross-section1.5
20、隧道施工进度该段隧道的开挖利用竖井空间,从竖井横通道开始向南掘进。在DK16+607里程处,分别在长安立交东西两侧距隧道中线32m的地方设置两座竖井。竖井横通道贯通后,再从南北两个方向进行地铁隧道掘进。2008年4月,利用横通道的空间施工过长安立交桥长管棚。2008年5月初长管棚施工完毕,开始主洞的掘进,采用台阶法施工,上台阶留核心土,人工风钻开挖,台阶长度为8m。左洞先于右洞一天开挖,掌子面超前右洞2m左右,6月12日后右洞开挖加快,掌子面接近并在DK16+632超过了左洞,此后右洞掌子面基本保持4m左右的超前距离。左、右洞掌子面分别于6月30日和6月25日通过f6地裂缝,开挖后地裂缝出露宽
21、度1mm,两侧地质未见明显差别,掌子面有渗水现象。7月8日,由于长安立交南侧排水暗涵围堰施工,隧道停止掘进,此时右洞全断面已通过了南侧桥台,掌子面里程为DK16+672.1,左洞上台阶里程为DK16+665.5,也通过了南侧桥台,左洞下台阶里程为Dk16+657.0,未通过南桥台。施工期间两洞平均速度为1.7m/d。2 三维模型的建立2.1 模型边界的确定根据现场实际情况,采用三维模型模拟。因三维模型将产生大量单元,计算耗时,硬件要求较高,为尽量较少单元数目,节省计算时间,尽量减小模拟范围,最终模型边界南北方向以桥台为界,东西方向以桥基础为界,底部至隧道以下12.32m。在此范围内,地铁隧道共
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