地铁隧道施工中垂直燃气管线沉降规律研究

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随着城市地铁隧道建设的不断深入,因燃气管线断裂、泄漏等造成的事故频发,给城市的正常秩序以及居民的生产生活造成了影响,也对城市的安全带来了巨大的威胁。研究地铁隧道施工中垂直燃气管线的沉降规律,找出影响燃气管线的决定性因素,减少或避免实际工程应用中对管线的损伤、断裂以及泄漏事故,是目前急需解决的课题。模拟仿真技术的应用,可以为建立隧道施工模型提供了有效的手段。所以,本文采用FLAC3D模拟软件,以北京地铁廖公庄站-田村站区间地段为背景,选用了较为典型的管材为研究对象,建立了符合开挖条件的三维有限元模型,探讨了燃气管线的沉降规律,对预防实际施工工程中的燃气管线断裂、泄漏等事故具有重大现实意义。首先,使用FLAC3D软件对土体和管线进行建模,选用线弹性模型作为燃气管线的本构模型,选用摩尔-库伦模型作为土体的本构模型。为了达到预加固的效果,在开挖之前需对超前小导管完成注浆,通过增大隧道附近的岩土力学参数得以实现。在管线顶部和底部以及地表处各布置一排监测点,研究管-隧垂直交叉工况下的管线沉降规律。得出管线沉降曲线呈现出“V”型,与Peck曲线相似,曲线变化走势基本相同。最大沉降值点位于隧道中心正上方,符合高斯分布。管顶与管底的沉降曲线几乎重合,地表沉降值比管线沉降值大一些。其次,使用单一变量法,从管材、管径、埋深三个角度展开分析,建立不同工况下的模型。得出钢和铸铁的沉降曲线比较接近,然而PE管线的沉降变化较大,尤其是在-15m
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