深圳地铁一号线盾构施工地表沉降规律研究

论文摘要

在城市地铁工程的修建中,盾构法隧道施工技术以其独有的智能化、安全、快捷等特点与优势,得到越来越广泛的推广应用。盾构法在施工过程中不可避免的会对周围岩土体产生扰动而引起地表沉降。本文以深圳地铁一号线西乡站～固戍站区间土压平衡隧道盾构施工工程为背景,对盾构施工引起的地表沉降进行了研究。通过明挖渡线基坑施工引起周围建筑物的破坏调查分析,引出了地铁后续施工方案优化设计的必要性；结合浅埋暗挖法与盾构法的基本原理及优缺点,提出了拟采用盾构法施工；采用FLAC 3D数值模拟软件,对浅埋暗挖法与盾构法施工引起的地表沉降和岩土体塑性损伤区演化规律进行了对比分析,为方案风险评估提供依据,验证了盾构法施工的可行性。通过对盾构隧道工程区间监控量测,分析总结出了盾构施工引起地表沉降的横向和纵向分布规律,同时验证盾构法施工的合理性。单线隧道地表沉降槽曲线基本沿隧道轴线呈对称分布,横向主要影响区域大致在中心线一侧2D（D为隧道直径）范围内,距中心线5D以外区域几乎不受影响；纵向地表沉降的影响范围约为刀盘前方20-30m至盾尾后方约30-45m,在通过开挖面2D以后,地表沉降开始逐渐减小,沉降渐趋于稳定,盾尾脱出后是控制地表沉降的关键阶段。采用FLAC 3D数值模拟软件,模拟了盾构法动态施工过程,进一步分析了盾构法施工过程中引起的地层变形规律,同时将模拟计算得出的结果与现场监测数据进行对比分析,表明实测值和模拟计算值误差较小,反映的沉降规律大致相同,说明了数值模拟的可靠性。研究了隧道埋深、地基模量、土舱压力和盾尾注浆等因素对盾构施工引起地表沉降规律的影响。随着隧道埋深的增大,地表沉降量减小,横向沉降槽宽度变大；地基模量和等代层模量对地表沉降影响显著,随着模量的增大,地表沉降明显减少,但当其模量增加到一定程度时,地表沉降量的变化幅度变缓；土舱压力小于原始静止土压力时,地表最大沉降量随土舱压力的减小逐渐增大；土舱压力大于原始静止土压力时,地表最大沉降量随土舱压力的增大逐渐增大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究主要内容及方法
• 2 西乡～固戍区间施工方案优化设计研究
• 2.1 工程概况
• 2.2 明挖渡线段施工造成破坏现场调查及分析
• 2.3 施工方案优化设计
• 2.4 施工方案数值模拟研究
• 2.5 本章小结
• 3 西乡～固戍区间盾构施工监控量测及分析
• 3.1 深圳地铁一号线西乡～固戍区间盾构施工监控量测
• 3.2 监测结果分析
• 3.3 本章小结
• 4 盾构隧道施工数值模拟及影响因素分析研究
• 4.1 盾构动态施工数值模拟研究
• 4.2 盾构施工引起地表沉降影响因素研究
• 4.3 地表沉降控制措施研究
• 4.4 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间主要成果
• 致谢