【摘要】：盾構(gòu)穿越上軟下硬復(fù)合地層時(shí),由于盾構(gòu)姿態(tài)難以控制,刀盤對前方巖土體的切削程度不一致,易造成較大的地層擾動(dòng),引發(fā)大幅度、大面積的地表沉降。加上軟硬層在空間上組合形態(tài)多變,地表沉降的分布規(guī)律更加復(fù)雜,地表沉降難以得到針對性控制,使盾構(gòu)施工安全與盾構(gòu)上方既有構(gòu)建筑物的安全難以得到保障。本文以徐州地鐵2號線姚莊站-文博園站區(qū)間盾構(gòu)工程為背景,針對區(qū)間長距離穿越上軟下硬地層,地表沉降難以得到有效控制的問題,采用理論分析、實(shí)測研究和數(shù)值模擬的方法,對盾構(gòu)穿越上軟下硬地層引起的地表沉降規(guī)律進(jìn)行深入分析,對上軟下硬復(fù)合地層盾構(gòu)施工引起的地表沉降控制措施進(jìn)行了探討,并制定了徐州地鐵2號線姚莊站-文博園站上軟下硬段地層盾構(gòu)工程地表沉降針對性控制措施。通過對上軟下硬地層的地質(zhì)特點(diǎn),盾構(gòu)施工技術(shù)特點(diǎn)及盾構(gòu)引起的地表沉降的機(jī)理進(jìn)行綜合分析,找出盾構(gòu)穿越上軟下硬地層引起地表沉降的影響因素,包括地質(zhì)因素和施工因素兩個(gè)方面。結(jié)合姚文區(qū)間地質(zhì)環(huán)境分析,區(qū)間盾構(gòu)穿越上軟下硬復(fù)合地層引起地表沉降的主要影響因素可歸納為(1)掘進(jìn)斷面上軟硬巖空間組合形式;(2)上部軟弱層力學(xué)性質(zhì);(3)施工參數(shù):盾構(gòu)推力、土艙壓力;(4)盾尾未充填空隙以及超挖間隙的大小。對姚文區(qū)間上軟下硬段地表沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)橫斷面沉降分布曲線近似正態(tài)分布曲線,采用Peck公式進(jìn)行回歸分析。將回歸分析得到的結(jié)果與傳統(tǒng)Peck公式預(yù)測結(jié)果進(jìn)行對比分析,引入橫斷面沉降槽形狀修正系數(shù)α_1、α_2和橫斷面沉降槽中心位置修正系數(shù)μ_1,對傳統(tǒng)Peck公式進(jìn)行修正,得到了適用于上軟下硬地層盾構(gòu)施工地表沉降預(yù)測公式。其中,適用于姚文區(qū)間的修正系數(shù)范圍為α_1的值介于0.63~1.3083之間,α_2的值介于1.31~2.32之間,μ_1的值介于-2.78~4.06之間。用有限差分法數(shù)值模擬軟件FLAC~(3D)進(jìn)行盾構(gòu)穿越上軟下硬地層地表沉降影響因素分析,針對姚文區(qū)間的四個(gè)主要影響因素展開分析,得出結(jié)論如下:隧道上半部分軟巖空間占比越高,地表沉降量越高;因上軟下硬地層空間內(nèi)軟硬占比不均,盾構(gòu)引起的地表沉降呈不均勻分布。上部軟弱層力學(xué)參數(shù)越高,地表沉降量越小,最大沉降量與沉降槽寬度主要受軟弱層的彈性模量E和內(nèi)聚力c影響。開挖面支護(hù)力設(shè)置為理論計(jì)算的1.53倍時(shí),能有效控制因支護(hù)力的不足引起的地表沉降。施工過程中的超挖間隙和注漿未填充的盾尾間隙越大,引發(fā)的地表沉降量越大。結(jié)合實(shí)測研究與數(shù)值模擬分析得到的地表沉降規(guī)律,對姚文區(qū)間上軟下硬段的地表沉降制定針對性控制措施:以區(qū)間里程K758.05~K795.91為縱向范圍,以兩線隧道中心水平向外延伸各17m為橫向范圍,對包絡(luò)范圍內(nèi)的軟弱層采取注漿加固。并采用數(shù)值模擬方法對加固措施實(shí)施前后的地表沉降進(jìn)行對比,驗(yàn)證了加固措施對地表沉降的控制是有效的。
【圖文】：

過大量工程實(shí)測數(shù)據(jù)，分析了盾構(gòu)周圍巖土力應(yīng)力、應(yīng)變道周圍巖土體應(yīng)力、應(yīng)變擾動(dòng)影響關(guān)系。結(jié)果表明，隧道，隧道中心沉降值越大。10)以深圳地鐵 5 號線洪浪—興東盾構(gòu)區(qū)間現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)為究掘進(jìn)參數(shù)對地表沉降的影響。結(jié)果表明，實(shí)測地表沉降量一定時(shí)，地面沉降隨土艙壓力的增加而減小；地表沉降減小。究從工程實(shí)測數(shù)據(jù)、隧道周圍土體應(yīng)力分析等方面分析盾因素，通過對盾構(gòu)施工引起地表沉降機(jī)理的研究，，找出盾，分析地表沉降的關(guān)鍵影響因素，是進(jìn)行地表沉降規(guī)律研地表沉降規(guī)律研究現(xiàn)狀的地表位移曲線被稱為沉降槽[19]，沉降槽曲線三維形狀如以分為橫向沉降槽和縱向沉降槽。對于與隧道開挖斷面平向沉降槽；與隧道開挖方向平行的平面，沉降位移曲線為

技術(shù)路線圖
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P642.26;U231.3

【參考文獻(xiàn)】

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1 段紹偉;黃磊;鮑灶成;沈蒲生;;修正的Peck公式在長沙地鐵隧道施工地表沉降預(yù)測中的應(yīng)用[J];自然災(zāi)害學(xué)報(bào);2015年01期

2 侯公羽;劉宏偉;李晶晶;高仁哲;王強(qiáng);張夢迪;;基于開挖卸荷效應(yīng)的地鐵隧道施工過程數(shù)值分析[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2013年S1期

3 李明陽;楊海濤;鄒高明;;復(fù)合地層土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)模擬分析研究[J];隧道建設(shè);2012年03期

4 馬險(xiǎn)峰;王俊淞;李削云;余龍;;盾構(gòu)隧道引起地層損失和地表沉降的離心模型試驗(yàn)研究[J];巖土工程學(xué)報(bào);2012年05期

5 何川;汪洋;方勇;謝俊;趙強(qiáng)政;;土壓平衡式盾構(gòu)掘進(jìn)過程的相似模型試驗(yàn)[J];土木工程學(xué)報(bào);2012年02期

6 任建喜;張引合;馮超;;地鐵隧道盾構(gòu)施工引起的古城墻變形規(guī)律及其控制技術(shù)[J];巖土力學(xué);2011年S1期

7 張恒;陳壽根;鄧稀肥;;盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)對地表沉降的影響分析[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2010年05期

8 杜進(jìn)祿;黃醒春;王飛;;大型泥水盾構(gòu)施工土體擾動(dòng)實(shí)測及動(dòng)態(tài)模擬[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2009年06期

9 朱偉,秦建設(shè),盧廷浩;砂土中盾構(gòu)開挖面變形與破壞數(shù)值模擬研究[J];巖土工程學(xué)報(bào);2005年08期

10 張海波,殷宗澤,朱俊高;近距離疊交隧道盾構(gòu)施工對老隧道影響的數(shù)值模擬[J];巖土力學(xué);2005年02期

本文編號：2594696