本研究針對(duì)盾構(gòu)施工對(duì)周圍環(huán)境的影響問題,依托穗莞深城際鐵路深圳機(jī)場(chǎng)北站至深圳機(jī)場(chǎng)站區(qū)間盾構(gòu)工程,針對(duì)其采用填海形成陸地并普遍含有淤泥層的地質(zhì)特點(diǎn),總結(jié)概括已有盾構(gòu)施工引起地表位移的理論基礎(chǔ),對(duì)實(shí)際工程盾構(gòu)施工參數(shù)和地表位移數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,建立以地層損失率為中心的分析框架,通過有有限元方法對(duì)盾構(gòu)下穿機(jī)場(chǎng)施工進(jìn)行模擬,研究其對(duì)地表沉降和地表結(jié)構(gòu)層內(nèi)力的影響。得到如下成果:1)盾構(gòu)施工參數(shù)之間存在的制約關(guān)系:掘進(jìn)速度與螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速正相關(guān);掘進(jìn)速度等于貫入度與刀盤轉(zhuǎn)速的乘積,一定范圍內(nèi)降低貫入度,可以減輕刀具磨損,但此時(shí)若要維持相同的掘進(jìn)速度,需增大刀盤轉(zhuǎn)速;土倉壓力隨土壓力的增大而增大;土倉壓力受掘進(jìn)速度和螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速的控制,但三者之間不存在線性關(guān)系;總推力隨土倉壓力的增大而增大。2)盾構(gòu)注漿對(duì)地表豎向位移發(fā)展的影響:盾構(gòu)進(jìn)入機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)后增大了注漿量,增大注漿量后,開挖造成的土體擾動(dòng)和注漿造成的地層體積增加共同控制地表的豎向位移,前者使得地表有持續(xù)沉降的趨勢(shì),后者使得地表有回彈(或隆起)的趨勢(shì),兩種因素共同作用,交替控制,使得地表間斷性的出現(xiàn)沉降和回彈;隨著時(shí)間的推移和距離的增加,兩種影響趨勢(shì)逐漸減弱,最終達(dá)到平衡,地表位移穩(wěn)定。3)天然地表和地表結(jié)構(gòu)層沉降的分布規(guī)律:天然地表和地表結(jié)構(gòu)層受盾構(gòu)施工的影響,其沉降在橫向上的分布均可以用Gauss曲線描述;在一定范圍內(nèi),沉降量隨地層損失率線性增加,沉降槽的拐點(diǎn)值隨地層損失率先增大后減小,沉降槽體積與實(shí)際地層損失體積的比值隨地層率的增大而增大,并逐漸接近于某一定值;淤泥質(zhì)土層的剪縮性質(zhì)可以小幅增加地表最大沉降量,而大幅增加地表沉降槽的拐點(diǎn)值,從而增大沉降槽體積;地表結(jié)構(gòu)層的存在可以降低20%的最大沉降量,并增大沉降槽拐點(diǎn)值。4)地表結(jié)構(gòu)層沉降與內(nèi)力評(píng)估:地表最大沉降量和地表結(jié)構(gòu)層內(nèi)力均與地層損失率之間存在很好的線性關(guān)系,可以采用以地層損失率為中心的分析框架,通過地表沉降推算結(jié)構(gòu)層內(nèi)力的大小;目前的盾構(gòu)施工監(jiān)測(cè)方案忽略了一部分地表沉降,這一因素可能造成超過60%的最大地表沉降量以及超過30%的結(jié)構(gòu)應(yīng)力被低估。5)盾構(gòu)引起地表隆起的分布規(guī)律:盾構(gòu)施工過程中過度注漿會(huì)使地層體積增加,引起地表隆起,地表隆起的發(fā)展和分布受到漿液擴(kuò)散的影響;根據(jù)漿液擴(kuò)散的方向,地表隆起在橫向上的分布可以分為三種模式,即中心隆起模式、兩側(cè)偏移模式和一側(cè)偏移模式。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U455.43
【部分圖文】：

23圖 3-2 穗莞深城際鐵路機(jī)場(chǎng)北站至機(jī)場(chǎng)站區(qū)間線路圖Fig. 3-2 Route map of SectionAirport North Station –Airport Station (Ji-Ji section) of Sui-Guan-Shen interurban railway

圖 3-3 隧道下穿深圳國際機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)段示意圖Fig.3-3 Course of tunnel crossing airfield of Shenzhen international airportZDK81+150ZDK82+935下穿機(jī)場(chǎng)區(qū)間路線走向

圖 3-6 機(jī)機(jī)區(qū)間盾構(gòu)機(jī)主機(jī)圖Fig.3-6 Core of the shield tunneling machine used in Ji-Ji section
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本文編號(hào)：2872031