泥岩地层盾构施工地表变形影响分析

发布时间：2020-06-11 06:12

【摘要】：随着我国“十三五规划”的提出,经济快速发展与城市道路交通系统的逐步完善,城市地铁的建设也随之进入全面高速发展时期,同时随着人民日益增长的美好生活的需要,与当前的不平衡不充分的发展之间的矛盾,城市交通拥堵是一个急待解决的问题,城市通往机场的地铁建设迫在眉睫,其中盾构机隧道掘进因其工期短,掘进快及产生交通影响小等优势,占据城市地铁建设大约一半的市场。然而由于盾构掘进施工属于地下工程安全系数低,对地表的扰动作用大以及施工工艺与掘进参数变化的多样性等,同时机场地铁专线运营速度和建设工期对盾构机的施工具有一定的要求,为满足快速地铁专线的需要,采用大直径盾构机施工已成为现代地铁修筑的主要方法。本文以成都地铁18号线机场南站-天府国际机场为工程背景,针对成都泥岩地层的工程地质条件,采用8.65 m大直径土压平衡盾构机掘进施工,通过收集掘进参数及监测数据,通过数理统计学方法和有限元建模的分析法对实际施工数据进行分析和整理的,来研究泥岩地层盾构施工参数的变化对地表沉降的影响。主要通过以下几个方面进行分析:(1)调查研究成都地铁18号线的特殊地质情况,得到所选取线路的主要地质情况为中风化泥岩和少部分砂岩地层及两者混合地层。(2)针对采用的大直径盾构机进行施工,结合其他研究学者的数据计算并选定大盾构的理论数据及基本施工工艺。同时通过分析大盾构试掘进首推100环的数据,确定大盾构掘进后成型隧道情况,及基本参数控制情况。(3)对现场实际监测的数据进行整理分析,绘制并分析地表沉降的实际曲线,初步得到大盾构沿线施工时的地表沉降原因及机理。根据首推100环的大盾构掘进参数,选取盾构右线掘进施工中的35组数据,采用灰色关联度分析法判断大盾构掘进参数与地表沉降的关联度,分析不同施工参数(推力、速度、扭矩、注浆量、注浆压力与土仓压力)对地表沉降的影响。同时结合大盾构施工过程各施工参数的变化曲线与实际监测的累积沉降曲线,优化泥岩地层大盾构施工掘进参数,为后续工程提供一定的参考价值。(4)采用迈达斯有限元软件对大盾构工程的施工过程进行动态数值计算,考虑调整管片刚度和周围建筑物的加固,分析各施工条件下的地表沉降,并将有限元计算的结果与监测的实际沉降曲线进行对比,结果说明有限元软件可以用来模拟实际沉降的结果,当建模与工程实际情况吻合时,其更简洁,准确性很高,变化趋势与实际结果相近,为后期的掘进施工提供动态模拟,提前预测大盾构施工监测情况,从而控制地表沉降。
【图文】：

(b)广州无人 APM 地铁图 1-1 新型地铁示例图我国“十三五规划”的提出，经济快速发展与城市道路交通系统的城市地铁的建设也随之进入全面高速发展时期，目前所有一线和准地铁 2020 年规划均达到 15 条以上，根据不完全统计，目前已经有入地铁行列，成都作为一座新型的准一线城市，目前规划的地铁线，在建地铁线路大约有 11 条，其中 18 号线为成都市区开往天府国际专列，其中盾构机隧道掘进占据城市地铁建设大约一半的市场。各建设具有不同的地质情况，根据线路规划及地层情况选择适合城市施工方法尤其重要。同时随着人民日益增长的美好生活的需要，与衡不充分的发展之间的矛盾，城市交通拥堵是一个急待解决的问题往机场的地铁建设迫在眉睫，其中盾构机隧道掘进因其工期短、掘交通影响小等优势，占据城市地铁建设大约一半的市场。然而由于工属于地下工程，安全系数低，对地表的扰动作用大，以及施工工数变化的多样性等，同时机场地铁专线的运营速度和建设工期对盾

曲线,区间线路,民房

第二章工程概况2.1 工程概述论文所做主要研究工作的工程背景是成都地铁 18 号线机场南站至天府国际机场南站 T3T4 站区间盾构工程。该区间穿越区域为低矮丘陵，区间穿越地层主要为<7-1-3>中风化泥岩、<7-2-2>强风化砂岩和<7-2-3>中风化砂岩。区间两侧主要为现状农田、林地，山头较多地形起伏大，最大高差 45 m，沿线民房局部密集。全线下穿 3 处乡村道路，1 处池塘，2 处民房，旁穿 6 处民房。正线左右线各有 1 处曲线，曲线半径 1 200 m，最大纵坡 11.8‰(左线 11.885‰)，最小 10‰(左线 10‰)。最小埋深 5.1 m，最大埋深 29.8 m。区间线路位置示意图见图 2-1 所示。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U455.43

【参考文献】