【摘要】：隨著盾構(gòu)法在地鐵建設(shè)中的廣泛應(yīng)用,盾構(gòu)隧道施工對(duì)建筑物造成變形沉降的問(wèn)題受到越來(lái)越多的關(guān)注。因此,對(duì)于建筑物沉降進(jìn)行預(yù)測(cè),以便在設(shè)計(jì)和施工中采取有效控制沉降的措施,從而防止事故的發(fā)生顯得非常重要。南寧地鐵的建設(shè)在如火如荼的進(jìn)行,盾構(gòu)法的應(yīng)用在南寧地鐵建設(shè)中的應(yīng)用日趨普遍,因此有必要對(duì)此進(jìn)行深入研究。本文通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析及數(shù)值模型的計(jì)算,研究盾構(gòu)過(guò)程中地表、建筑物沉降在不同地層條件影響下的變化規(guī)律以及不同基礎(chǔ)型式的建筑物沉降變化規(guī)律,分析結(jié)果表明:(1)由Peck經(jīng)驗(yàn)公式擬合得到地表沉降的沉降槽寬度系數(shù)、地層損失率的大小排序?yàn)?粉土層砂礫石層泥巖及粉砂質(zhì)泥巖層。由有限元分析得到建筑物沉降曲線沉降槽寬度變化與天然地表沉降規(guī)律一致,但同地層條件下其沉降槽更扁平,地層損失率Vl較地表要小。(2)盾構(gòu)隧道側(cè)穿不同基礎(chǔ)型式建筑物的沉降情況,計(jì)算得到沉降數(shù)值與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)水平接近,樁基礎(chǔ)深入下部土層與地層結(jié)合情況好,沉降值及最大傾斜度約為淺基礎(chǔ)50%。盾構(gòu)對(duì)于深基礎(chǔ)建筑物影響同時(shí)表現(xiàn)在樁身橫向變形上,變形最大值發(fā)生在靠近隧道第一排樁身中部,樁身變形距離隧道越遠(yuǎn)數(shù)值越小。基于南寧地鐵一號(hào)線白蒼嶺～火車站區(qū)間建筑物工程實(shí)例,根據(jù)盾構(gòu)隧道施工引起的建筑物沉降曲線基本符合Peck經(jīng)驗(yàn)曲線的特點(diǎn),結(jié)合不同地質(zhì)條件類別下的建筑物基礎(chǔ)埋深、剛度及與隧道的相對(duì)位置等因素,對(duì)地表沉降Peck公式的地層參數(shù)進(jìn)行修正,得到各地質(zhì)條件下的建筑物沉降預(yù)測(cè)公式。并以區(qū)間內(nèi)部分建筑物為實(shí)例,將建筑物沉降預(yù)測(cè)公式計(jì)算值與實(shí)際監(jiān)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比,預(yù)測(cè)計(jì)算值與監(jiān)測(cè)值接近,預(yù)測(cè)擬合相關(guān)系數(shù)為82%,誤差率在15%左右,結(jié)果表明預(yù)測(cè)方法具有一定的準(zhǔn)確性。本文基于實(shí)測(cè)沉降數(shù)據(jù)變化規(guī)律分析及盾構(gòu)施工參數(shù)的設(shè)置,利用灰色關(guān)聯(lián)分析方法分析施工參數(shù)與地表、建筑物沉降值的關(guān)系,分析得到地表沉降的施工參數(shù)對(duì)沉降敏感性從大到小依次為:掘進(jìn)速度、注漿量、氣墊倉(cāng)壓力、刀盤(pán)扭矩、總推力、開(kāi)挖倉(cāng)壓力,建筑物沉降的施工參數(shù)對(duì)沉降敏感性從大到小依次為:注漿量、掘進(jìn)速度、總推力、氣墊倉(cāng)壓力、開(kāi)挖倉(cāng)壓力、刀盤(pán)扭矩。將地表、建筑物沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與現(xiàn)行的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比,發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)隧道施工的地質(zhì)條件為第③類(全斷面穿越粉砂巖層)或第⑤類(上部粉砂巖下部泥巖層、上部砂礫石層下部泥巖層)的情況時(shí),地表及建筑物沉降相對(duì)較大,部分測(cè)值超過(guò)了控制值。此外,在盾構(gòu)隧道全斷而穿越砂礫石層的情況時(shí),上部建筑物沉降速率較大,對(duì)災(zāi)害的控制不利。因此,基于盾構(gòu)施工參數(shù)設(shè)置經(jīng)驗(yàn),提出采用泥水平衡盾構(gòu)施工方法穿越此兩類地質(zhì)條件時(shí)的施工參數(shù)建議值。
[Abstract]:With the wide application of shield method in subway construction, more and more attention has been paid to the deformation and settlement of buildings caused by shield tunnel construction. Therefore, it is very important to predict the settlement of buildings in order to take effective measures to control the settlement in design and construction, so as to prevent the occurrence of accidents. The construction of Nanning subway is in full swing, and the application of shield method in Nanning subway construction is becoming more and more common, so it is necessary to study it deeply. In this paper, through the statistical analysis of monitoring data and the calculation of numerical model, the variation law of surface and building settlement under the influence of different strata conditions and the variation law of building settlement of different foundation types in the process of shield are studied. The results show that: (1) the width coefficient of subsidence trough is obtained by fitting the empirical formula of Peck, and the order of formation loss rate is as follows: silt gravel mudstone layer mudstone and silty mudstone layer. From the finite element analysis, it is found that the width change of the settlement trough in the settlement curve of the building is consistent with the law of natural surface subsidence, but the subsidence trough is flatter under the same formation condition. The formation loss rate Vl is smaller than that of the surface. (2) the settlement of shield tunnel through different foundation buildings is close to the level of monitoring data, and the combination of pile foundation deep into the lower soil layer and strata is good. The settlement value and the maximum inclination are about 50% of the shallow foundation. The influence of shield on the deep foundation building is also manifested in the lateral deformation of the pile body, and the maximum deformation occurs near the middle of the first row of the tunnel, and the farther away the pile body deformation is from the tunnel, the smaller the value is. Based on the example of building engineering in Baicangling ~ Railway Station of Nanning Metro Line 1, the settlement curve of buildings caused by shield tunnel construction basically accords with the characteristics of Peck empirical curve, and combines with the buried depth of building foundation under different geological conditions. The formation parameters of Peck formula for surface subsidence are modified by stiffness and relative position with tunnel, and the prediction formulas of building settlement under various geological conditions are obtained. Taking some buildings in the interval as examples, the calculated values of building settlement prediction formula are compared with the actual monitoring values. The predicted calculated values are close to the monitoring values, the correlation coefficient of prediction fitting is 82%, and the error rate is about 15%. The results show that the prediction method has certain accuracy. Based on the analysis of the variation law of the measured settlement data and the setting of the construction parameters of the shield, this paper analyzes the relationship between the construction parameters and the settlement value of the surface and the building by using the grey relational analysis method. It is found that the sensitivity of construction parameters to settlement is as follows: excavation speed, grouting quantity, air cushion silo pressure, cutter head torque, total thrust, excavation silo pressure. The sensitivity of construction parameters to settlement is as follows: grouting quantity, driving speed, total thrust, air cushion silo pressure, excavation silo pressure and cutter head torque. By comparing the surface and building settlement monitoring data with the current settlement control standards, it is found that the geological conditions of shield tunnel construction are type 3 (full section through silty rock) or type 5 (mudstone in the lower part of upper siltstone). In the case of mudstone strata in the lower part of the upper gravel layer, the settlement of the surface and buildings is relatively large, and some of the measured values exceed the control values. In addition, when the shield tunnel passes through the gravel layer after the shield tunnel is completely broken, the settlement rate of the upper building is large, which is disadvantageous to the disaster control. Therefore, based on the experience of shield construction parameter setting, the suggested value of construction parameters is put forward when the mud-water balance shield construction method passes through these two kinds of geological conditions.
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU433;U455.43;U231.3

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