砂砾地层土压平衡盾构施工地表沉降分析与控制

论文摘要

盾构法是修建地下隧道的一种常用施工方法,与明挖法和暗挖法相比,它具有自身稳定性好,对地面影响较小等特点,凭借自身的优点,它已成为城市地下施工的主要手段,其中土压平衡式盾构目前在国内使用较为普遍。但在沈阳这种砂砾石复杂地层中修筑地铁还是国内首例,因此采用土压平衡盾构法修建地铁时,如何控制土压平衡盾构砂砾石地层中的土压平衡,如何预测、控制因开挖造成的地表沉降,是工程面临的一个非常重要的问题。本文以沈阳地铁一号线洪湖北街站-重工街站盾构区间为主要工程背景,并结合其他工程资料,以监测数据为依据,进行了以下研究：（1）根据地表沉降监测的数据,结合砂砾层特点分析地表沉降在时间和空间上的分布规律,以及施工中地表沉降和粘土层中的不同之处。（2）分析了砂砾石地层中盾构开挖面压力的平衡原理和影响因素,总结了土压平衡盾构施工土压力的确定方法和土压平衡状态的建立方法,以及土压大小和地表沉降的关系。（3）通过对同步注浆和二次注浆的分析,结合施工工艺及施工材料的选择分析了盾尾注浆对沉降的影响以及对地表沉降更有效的控制措施。（4）以沈阳地铁一号线洪湖北街站-重工街站盾构区间为实例,综合分析地表沉降的特点、沉降原因、盾尾注浆对地表沉降的影响以及地表沉降的控制措施。（5）根据整个洪重区间的现场施工组织情况,阐述了土压平衡盾构在砂砾石地层中的风险,安全施工控制措施,重点分析了安全对策及应对措施。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 隧道工程引起地层移动和变形的研究现状
• 1.2.2 土压平衡盾构施工土压平衡原理研究
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第二章 土压平衡盾构掌子面稳定性分析
• 2.1 土压平衡盾构机工作原理
• 2.1.1 土压盾构机的构造
• 2.1.2 土压平衡盾构工作原理
• 2.2 盾构开挖面压力平衡和影响因素的分析
• 2.3 土压平衡盾构施工中土压力确定方法
• 2.3.1 土仓压力计算方法
• 2.3.2 土仓压力选择
• 2.3.3 砂砾石土层中土压平衡控制
• 2.4 小结
• 第三章 土压平衡盾构施工围岩扰动机理
• 3.1 前言
• 3.2 土体扰动的时间效应
• 3.3 土体扰动的空间效应
• 3.4 土压盾构施工引起的地表沉降原因
• 3.5 小结
• 第四章 盾构施工实时注浆控制地表沉降技术分析
• 4.1 盾构掘进同步注浆
• 4.1.1 注浆材料及其配比设计
• 4.1.2 同步注浆主要技术参数
• 4.1.3 同步注浆工艺流程
• 4.2 盾构掘进二次补强注浆
• 4.2.1 注浆材料
• 4.2.2 浆液性能指标
• 4.2.3 注浆主要参数
• 4.3 注浆技术在沈阳地铁试验段的应用
• 4.3.1 工程概况
• 4.3.2 试验段单点地表沉降曲线
• 4.3.3 沈山铁路正式穿越段
• 4.4 小结
• 第五章 盾构施工对临近建筑的影响分析
• 5.1 沈阳地铁一号线工程资料
• 5.1.1 地形地貌
• 5.1.2 工程地质
• 5.1.3 水文地质概况
• 5.1.4 工程地质条件评价
• 5.2 地表沉降监测的项目及方法
• 5.2.1 监测必要性
• 5.2.2 监测项目
• 5.2.3 主要监测仪器
• 5.2.4 盾构施工监测方法
• 5.2.5 地表沉降资料分析
• 5.3 地表沉降实测资料分析
• 5.4 小结
• 第六章 土压平衡盾构施工技术分析与总结
• 6.1 目前现状
• 6.2 盾构隧道施工风险及技术控制措施
• 6.3 砂砾石土层中盾构施工分析
• 6.3.1 砂砾石层中盾构施工的难点
• 6.3.2 砂砾石层中盾构施工的主要技术措施、对策
• 6.3.3 施工过程中难、重点工程的控制
• 第七章 结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 论文发表情况