本研究針對盾構施工對周圍環(huán)境的影響問題,依托穗莞深城際鐵路深圳機場北站至深圳機場站區(qū)間盾構工程,針對其采用填海形成陸地并普遍含有淤泥層的地質特點,總結概括已有盾構施工引起地表位移的理論基礎,對實際工程盾構施工參數(shù)和地表位移數(shù)據(jù)進行分析,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盾構下穿機場施工進行模擬,研究其對地表沉降和地表結構層內力的影響。得到如下成果:1)盾構施工參數(shù)之間存在的制約關系:掘進速度與螺旋輸送機轉速正相關;掘進速度等于貫入度與刀盤轉速的乘積,一定范圍內降低貫入度,可以減輕刀具磨損,但此時若要維持相同的掘進速度,需增大刀盤轉速;土倉壓力隨土壓力的增大而增大;土倉壓力受掘進速度和螺旋輸送機轉速的控制,但三者之間不存在線性關系;總推力隨土倉壓力的增大而增大。2)盾構注漿對地表豎向位移發(fā)展的影響:盾構進入機場飛行區(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,后者使得地表有回彈(或隆起)的趨勢,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;隨著時間的推移和距離的增加,兩種影響趨勢逐漸減弱,最終達到平衡,地表位移穩(wěn)定。3)天然地表和地表結構層沉降的分布規(guī)律:天然地表和地表結構層受盾構施工的影響,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,沉降量隨地層損失率線性增加,沉降槽的拐點值隨地層損失率先增大后減小,沉降槽體積與實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;淤泥質土層的剪縮性質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值,從而增大沉降槽體積;地表結構層的存在可以降低20%的最大沉降量,并增大沉降槽拐點值。4)地表結構層沉降與內力評估:地表最大沉降量和地表結構層內力均與地層損失率之間存在很好的線性關系,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構層內力的大小;目前的盾構施工監(jiān)測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%的結構應力被低估。5)盾構引起地表隆起的分布規(guī)律:盾構施工過程中過度注漿會使地層體積增加,引起地表隆起,地表隆起的發(fā)展和分布受到漿液擴散的影響;根據(jù)漿液擴散的方向,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、兩側偏移模式和一側偏移模式。
【學位單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U455.43
【部分圖文】：

23圖 3-2 穗莞深城際鐵路機場北站至機場站區(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場飛行區(qū)段示意圖Fig.3-3 Course of tunnel crossing airfield of Shenzhen international airportZDK81+150ZDK82+935下穿機場區(qū)間路線走向

圖 3-6 機機區(qū)間盾構機主機圖Fig.3-6 Core of the shield tunneling machine used in Ji-Ji section
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本文編號：2872031