盾构推进引起的地铁隧道地表沉降分析
发布时间：2022-01-09 13:53
盾构法作为地铁隧道修建的主要施工方式,又由于地铁隧道常穿过城市中建筑物密集、基础设施完善、地下管线集中、交通繁忙的区域,盾构推进引起的地表沉降一直备受地铁设计者和建设者关注。因此,对盾构推进引起的地表沉降规律进行研究具有重要的实际意义。本文以成都地铁18号线海福3#风井～福州路站区间隧道工程为背景,通过结合理论分析、实测数据和数值模拟三个方面的研究方法,对盾构推进引起的地表沉降进行了分析、研究,主要研究工作如下:（1）介绍了国内外学者对盾构推进引起的地表沉降的研究现状、区间隧道工程总体情况、区间隧道监测方案及对现有的盾构推进引起的地表沉降理论进行了总结;（2）利用origin 9.0软件对左线隧道（先行隧道）的部分地表沉降实测数据进行回归分析,得到Smax、D,又对Smax/D与Z0/D作无量纲回归分析,对i与Z0作回归分析,得到适用于预测本区间左线隧道的地表横断面沉降经验公式;（3）在不考虑双线隧道相互影响的前提下,基于区间左线隧道地表横断面沉降经验公式,叠加得到适用于预测双线隧道地表横断面沉降经验公式。分别在未穿越人工湖段和穿越人工湖段各选取一典型断面,基于实测数据和地表沉降经验公...
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
世界上第一台土压平衡盾构机
桂林理工大学硕士学位论文14土压平衡盾构机是利用土仓压力来平衡掌子面水土压力，主要适用于淤泥质粉土、粉土、粉质黏土等黏稠土层中施工，它的施工原理是由刀盘切削下来的岩土体先进入土仓，然后再由螺旋输送机进行排出，在螺旋输送机内渣土会形成压力梯降，开挖面由稳定土仓压力使其保持稳定。土压平衡盾构机共有三种不同的掘进模式：敞开模式、局部气压模式、土压平衡模式，如图2.2所示，其中土压平衡模式主要用于地层稳定性不好或有较多地下水的软质岩层。图2.2土压平衡盾构机三种推进模式2.2盾构推进引起地表沉降的主要原因尽管我们一直在不断改进盾构工法的性能来减小修建隧道对周围环境的影响，但是盾构在岩土体中推进仍会产生地层变形。地层变形主要包含两方面：地表沉降和水平移动。由于地铁修建都是在建筑物密集、地面交通繁忙、周边地下管线复杂区域下的岩土体中进行，需要极为严格的控制地表沉降，因此众多专家学者在地表沉降方面做了大量研究，得出了盾构推进引起的地表沉降主要原因是地层损失和土体的固结沉降。[50-53]2.2.1地层损失地层损失的定义是盾构在岩土体中推进实际排土的体积与设计计算的理论排土体积间的差值。地层损失率则是地层损失的体积与设计计算的理论排土体积的比值，以百分比表示，为了在施工中能更直观认识地层损失，通常采用地层损失率来描述地层损失，即公式（2.1）。另外，可以利用公式（1.2）和公式（2.1）依据实测数据反演得到地层损失率值。=2（2.1）
桂林理工大学硕士学位论文20图2.3隧道周围岩土体扰动区域示意图2.6本章小结本章对盾构法作了简单的介绍，并从盾构推进引起地表沉降的主要原因、影响因素、发展过程、扰动分区四个方面进行了理论整理，主要内容如下：（1）盾构推进引起的地表沉降的主要原因为地层损失和土体的固结沉降，并对饱和土体比奥固结方程进行了推导。（2）盾构推进引起的地表沉降主要是对隧道周围岩土体的扰动造成的，与隧道周围岩土体的性质、施工工艺及隧道与地表面的距离有关。（3）盾构推进引起的地表沉降不是瞬时间发生的，而是长时间累积变化的过程，地表沉降的发展过程具有明显的时空效应。（4）盾构推进对隧道周围岩土体的扰动主要分为四个区域，即挤压扰动区、剪切扰动区、卸荷扰动区和固结沉降区。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Peck公式的双线盾构引起的土体沉降预测[J]. 陈春来,赵城丽,魏纲,丁智. 岩土力学. 2014(08)
[2]基于有限元模拟的双线平行盾构隧道近距离界定[J]. 魏纲,庞思远. 市政技术. 2014(01)
[3]地铁盾构双隧道施工诱发的地层变形规律分析[J]. 王忠昶,王海涛,朱训国,赵德深. 中国铁道科学. 2013(03)
[4]盾构隧道引起地层损失和地表沉降的离心模型试验研究[J]. 马险峰,王俊淞,李削云,余龙. 岩土工程学报. 2012(05)
[5]土压平衡式盾构掘进过程的相似模型试验[J]. 何川,汪洋,方勇,谢俊,赵强政. 土木工程学报. 2012(02)
[6]软土地层中地铁盾构施工引起地表沉降的三维有限元分析[J]. 王国才,马达君,杨阳,章洁. 岩土工程学报. 2011(S1)
[7]盾构施工工艺诱发地表沉降规律浅析[J]. 朱才辉,李宁,柳厚祥,张志强. 岩土力学. 2011(01)
[8]盾构隧道深层土体沉降槽宽度系数计算方法研究[J]. 魏纲. 公路交通科技. 2010(04)
[9]软土地区盾构掘进引起的深层位移场分布规律[J]. 孙玉永,周顺华,宫全美. 岩石力学与工程学报. 2009(03)
[10]基于弹塑性分析的浅埋盾构隧道地表沉降控制[J]. 刘纪峰,刘波,陶龙光. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2009(01)
博士论文
[1]盾构施工引起地基移动与近邻建筑保护研究[D]. 马可栓.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]泥岩地层盾构施工地表变形影响分析[D]. 夏峰峰.石家庄铁道大学 2018
[2]地铁盾构法施工引起的地表沉降分析研究[D]. 王磊.西安工业大学 2017
[3]大直径地铁盾构隧道穿越长江施工技术研究[D]. 孙二小.石家庄铁道大学 2016
[4]合肥地铁盾构法施工引起地表沉降的分析与数值模拟[D]. 代朋飞.安徽建筑大学 2016
[5]苏州地铁4号线盾构施工引起地面沉降变形研究[D]. 邵颍.中国矿业大学 2016
本文编号：3578844
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
世界上第一台土压平衡盾构机
桂林理工大学硕士学位论文14土压平衡盾构机是利用土仓压力来平衡掌子面水土压力，主要适用于淤泥质粉土、粉土、粉质黏土等黏稠土层中施工，它的施工原理是由刀盘切削下来的岩土体先进入土仓，然后再由螺旋输送机进行排出，在螺旋输送机内渣土会形成压力梯降，开挖面由稳定土仓压力使其保持稳定。土压平衡盾构机共有三种不同的掘进模式：敞开模式、局部气压模式、土压平衡模式，如图2.2所示，其中土压平衡模式主要用于地层稳定性不好或有较多地下水的软质岩层。图2.2土压平衡盾构机三种推进模式2.2盾构推进引起地表沉降的主要原因尽管我们一直在不断改进盾构工法的性能来减小修建隧道对周围环境的影响，但是盾构在岩土体中推进仍会产生地层变形。地层变形主要包含两方面：地表沉降和水平移动。由于地铁修建都是在建筑物密集、地面交通繁忙、周边地下管线复杂区域下的岩土体中进行，需要极为严格的控制地表沉降，因此众多专家学者在地表沉降方面做了大量研究，得出了盾构推进引起的地表沉降主要原因是地层损失和土体的固结沉降。[50-53]2.2.1地层损失地层损失的定义是盾构在岩土体中推进实际排土的体积与设计计算的理论排土体积间的差值。地层损失率则是地层损失的体积与设计计算的理论排土体积的比值，以百分比表示，为了在施工中能更直观认识地层损失，通常采用地层损失率来描述地层损失，即公式（2.1）。另外，可以利用公式（1.2）和公式（2.1）依据实测数据反演得到地层损失率值。=2（2.1）
桂林理工大学硕士学位论文20图2.3隧道周围岩土体扰动区域示意图2.6本章小结本章对盾构法作了简单的介绍，并从盾构推进引起地表沉降的主要原因、影响因素、发展过程、扰动分区四个方面进行了理论整理，主要内容如下：（1）盾构推进引起的地表沉降的主要原因为地层损失和土体的固结沉降，并对饱和土体比奥固结方程进行了推导。（2）盾构推进引起的地表沉降主要是对隧道周围岩土体的扰动造成的，与隧道周围岩土体的性质、施工工艺及隧道与地表面的距离有关。（3）盾构推进引起的地表沉降不是瞬时间发生的，而是长时间累积变化的过程，地表沉降的发展过程具有明显的时空效应。（4）盾构推进对隧道周围岩土体的扰动主要分为四个区域，即挤压扰动区、剪切扰动区、卸荷扰动区和固结沉降区。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Peck公式的双线盾构引起的土体沉降预测[J]. 陈春来,赵城丽,魏纲,丁智. 岩土力学. 2014(08)
[2]基于有限元模拟的双线平行盾构隧道近距离界定[J]. 魏纲,庞思远. 市政技术. 2014(01)
[3]地铁盾构双隧道施工诱发的地层变形规律分析[J]. 王忠昶,王海涛,朱训国,赵德深. 中国铁道科学. 2013(03)
[4]盾构隧道引起地层损失和地表沉降的离心模型试验研究[J]. 马险峰,王俊淞,李削云,余龙. 岩土工程学报. 2012(05)
[5]土压平衡式盾构掘进过程的相似模型试验[J]. 何川,汪洋,方勇,谢俊,赵强政. 土木工程学报. 2012(02)
[6]软土地层中地铁盾构施工引起地表沉降的三维有限元分析[J]. 王国才,马达君,杨阳,章洁. 岩土工程学报. 2011(S1)
[7]盾构施工工艺诱发地表沉降规律浅析[J]. 朱才辉,李宁,柳厚祥,张志强. 岩土力学. 2011(01)
[8]盾构隧道深层土体沉降槽宽度系数计算方法研究[J]. 魏纲. 公路交通科技. 2010(04)
[9]软土地区盾构掘进引起的深层位移场分布规律[J]. 孙玉永,周顺华,宫全美. 岩石力学与工程学报. 2009(03)
[10]基于弹塑性分析的浅埋盾构隧道地表沉降控制[J]. 刘纪峰,刘波,陶龙光. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2009(01)
博士论文
[1]盾构施工引起地基移动与近邻建筑保护研究[D]. 马可栓.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]泥岩地层盾构施工地表变形影响分析[D]. 夏峰峰.石家庄铁道大学 2018
[2]地铁盾构法施工引起的地表沉降分析研究[D]. 王磊.西安工业大学 2017
[3]大直径地铁盾构隧道穿越长江施工技术研究[D]. 孙二小.石家庄铁道大学 2016
[4]合肥地铁盾构法施工引起地表沉降的分析与数值模拟[D]. 代朋飞.安徽建筑大学 2016
[5]苏州地铁4号线盾构施工引起地面沉降变形研究[D]. 邵颍.中国矿业大学 2016
本文编号：3578844
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