【摘要】：以北京地鐵14號線高家園站-京順站區(qū)間大直徑盾構(gòu)隧道工程為背景,基于北京軌道交通工程施工安全風(fēng)險監(jiān)控系統(tǒng)開展地層變形監(jiān)測試驗,研究在大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工誘發(fā)的地層橫向和縱向變形規(guī)律。研究結(jié)果表明:大直徑盾構(gòu)施工誘發(fā)地層變形規(guī)律總體符合Peck沉降曲線,但由于地層差異和施工控制等原因,沉降槽兩側(cè)并不完全對稱,橫向影響范圍約為隧道兩側(cè)20 m,縱向影響范圍約為盾體前后60 m,變形值在0~-25 mm之間;盾構(gòu)通過和盾尾脫離管片時地層變形較大,兩者之和通常大于總沉降的60%;同步注漿控制地層變形效果顯著,但有一定時間的延滯,必須根據(jù)風(fēng)險要求控制好漿液的凝結(jié)時間。
【圖文】：

大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工誘發(fā)地層變形規(guī)律研究如圖2、3所示，盾構(gòu)推進(jìn)時，盾構(gòu)工作面的推力以及盾構(gòu)和土層間的摩擦剪切力導(dǎo)致土體向開挖間隙移動，引起地層移動而導(dǎo)致盾構(gòu)通過時的地層變形如圖4所示，盾尾脫離管片后的變形是由于盾尾間隙的存在，使得盾尾脫離管片后，土體應(yīng)力釋放或注漿加壓而引起土體的彈塑性變形［1-9］。圖1盾構(gòu)施工引起的縱向地層變形圖2盾構(gòu)設(shè)備縱剖面圖3盾構(gòu)開挖間隙示意圖4盾尾間隙構(gòu)造示意1．2橫向地層變形規(guī)律盾構(gòu)掘進(jìn)施工引起地表橫向沉降的計算方法有很多，最經(jīng)典的公式莫過于美國科學(xué)家Peck的地表沉降橫向分布計算。Peck對大量隧道施工引起的地面沉降實測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，并認(rèn)為隧道開挖后引起的地面沉降是在不排水條件下發(fā)生的，沉降槽體積等于地層損失的體積，地面沉降橫向分布可用正態(tài)分布曲線來描述，如圖5所示［10-13］。2現(xiàn)場試驗以高家園站—京順站區(qū)間工程為背景進(jìn)行現(xiàn)場變形監(jiān)測試驗，隧道采用一臺大直徑土壓平衡盾構(gòu)進(jìn)行開圖5Peck公式描述的地表沉降曲線挖(刀盤直徑鐖10．26m，盾體直徑鐖10．22m)，單洞雙線，區(qū)間管片外徑為10m，內(nèi)徑為9m，環(huán)寬為1．8m。所選監(jiān)測斷面地層主要為粉質(zhì)黏土、粉土，中間夾雜粉細(xì)砂、細(xì)中砂，隧道埋深約為16m，地下水位位于隧道頂板以上。為確保各個監(jiān)測斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)呈現(xiàn)規(guī)律性，各個監(jiān)測斷面設(shè)置統(tǒng)一的盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù):上土壓力0．1～0．15MPa，刀盤扭矩15000～20000kN·m，盾構(gòu)推力35000～40000kN，刀盤轉(zhuǎn)速0．68r/min，推進(jìn)速度30～40mm/min，同步注漿采用雙液漿，注漿量為8～10m3。2．1測點布置測點布置以滿足安全管理和監(jiān)控為前提，以控制安全為目的，，監(jiān)測項目包括建筑群、橋樁、管道、道路以及深層土體的沉降，測試試驗共布置212個測?

大直徑土壓平衡盾構(gòu)施工誘發(fā)地層變形規(guī)律研究如圖2、3所示，盾構(gòu)推進(jìn)時，盾構(gòu)工作面的推力以及盾構(gòu)和土層間的摩擦剪切力導(dǎo)致土體向開挖間隙移動，引起地層移動而導(dǎo)致盾構(gòu)通過時的地層變形如圖4所示，盾尾脫離管片后的變形是由于盾尾間隙的存在，使得盾尾脫離管片后，土體應(yīng)力釋放或注漿加壓而引起土體的彈塑性變形［1-9］。圖1盾構(gòu)施工引起的縱向地層變形圖2盾構(gòu)設(shè)備縱剖面圖3盾構(gòu)開挖間隙示意圖4盾尾間隙構(gòu)造示意1．2橫向地層變形規(guī)律盾構(gòu)掘進(jìn)施工引起地表橫向沉降的計算方法有很多，最經(jīng)典的公式莫過于美國科學(xué)家Peck的地表沉降橫向分布計算。Peck對大量隧道施工引起的地面沉降實測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，并認(rèn)為隧道開挖后引起的地面沉降是在不排水條件下發(fā)生的，沉降槽體積等于地層損失的體積，地面沉降橫向分布可用正態(tài)分布曲線來描述，如圖5所示［10-13］。2現(xiàn)場試驗以高家園站—京順站區(qū)間工程為背景進(jìn)行現(xiàn)場變形監(jiān)測試驗，隧道采用一臺大直徑土壓平衡盾構(gòu)進(jìn)行開圖5Peck公式描述的地表沉降曲線挖(刀盤直徑鐖10．26m，盾體直徑鐖10．22m)，單洞雙線，區(qū)間管片外徑為10m，內(nèi)徑為9m，環(huán)寬為1．8m。所選監(jiān)測斷面地層主要為粉質(zhì)黏土、粉土，中間夾雜粉細(xì)砂、細(xì)中砂，隧道埋深約為16m，地下水位位于隧道頂板以上。為確保各個監(jiān)測斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)呈現(xiàn)規(guī)律性，各個監(jiān)測斷面設(shè)置統(tǒng)一的盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù):上土壓力0．1～0．15MPa，刀盤扭矩15000～20000kN·m，盾構(gòu)推力35000～40000kN，刀盤轉(zhuǎn)速0．68r/min，推進(jìn)速度30～40mm/min，同步注漿采用雙液漿，注漿量為8～10m3。2．1測點布置測點布置以滿足安全管理和監(jiān)控為前提，以控制安全為目的，監(jiān)測項目包括建筑群、橋樁、管道、道路以及深層土體的沉降，測試試驗共布置212個測?

【參考文獻(xiàn)】

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 周尚榮;砂礫地層土壓平衡盾構(gòu)施工地表沉降分析與控制[D];中南大學(xué);2010年

2 陳亮;基于動力學(xué)的土壓平衡盾構(gòu)減速器齒輪傳動系統(tǒng)可靠性評估及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計[D];重慶大學(xué);2011年

3 趙東杰;新型土壓平衡盾構(gòu)用泥漿研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年

4 劉大鵬;新型泡沫對土壓平衡盾構(gòu)土體改良作用評價[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年

5 晏勝榮;大直徑土壓平衡盾構(gòu)下穿圭塘河風(fēng)險分析及施工技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2013年

6 牟友滔;土壓平衡盾構(gòu)施工引起的地表沉降非線性預(yù)測與控制分析[D];中南大學(xué);2013年

7 毛阿立;大直徑土壓平衡盾構(gòu)穿越湘江的擾動效應(yīng)及施工控制技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2013年

8 劉珍來;基于土壓平衡盾構(gòu)機的大功率減速器數(shù)值仿真分析[D];重慶大學(xué);2010年

9 徐俊杰;土壓平衡盾構(gòu)施工引起的地表沉降分析[D];西南交通大學(xué);2004年

10 王懷志;富水砂層土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2012年

本文編號：2561296