【碩士】盾構(gòu)隧道施工地表沉降規(guī)律及控制措施研究【2010】

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　　學(xué)科專業(yè)：巖土工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：中南大學(xué)　　學(xué)位年度： 2010年　　城市地鐵隧道采用盾構(gòu)法施工時(shí)，在盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)過程中一般會(huì)引起隧道上方地表沉降，并且在隧道施工階段和運(yùn)營(yíng)階段還會(huì)產(chǎn)生隧道沉降，直接影響周圍地面建筑和地下設(shè)施的正常使用。如何減少施工對(duì)周圍土體的擾動(dòng)程度，分析地表沉降的原因并研究地表沉降的規(guī)律是隧道施工中的一個(gè)很重要的問題，具有實(shí)際的工程意義。　　論文在收集并閱讀大量相關(guān)文獻(xiàn)和資料的基礎(chǔ)上，對(duì)盾構(gòu)隧道施工地表沉降進(jìn)行了較為深入的研究。首先，歸納總結(jié)前人研究所得理論，分析了產(chǎn)生地表沉降的機(jī)理和影響地表沉降的因素以及地表沉降的大致規(guī)律；接著，以廣州地鐵三號(hào)線北延段高增站～新機(jī)場(chǎng)南站區(qū)間盾構(gòu)隧道為實(shí)際工程背景，運(yùn)用有限元軟件MIDAS／GTS模擬盾構(gòu)隧道開挖掘進(jìn)過程，分析盾構(gòu)隧道掘進(jìn)過程中產(chǎn)生的地表沉降，并將數(shù)值模擬分析結(jié)果與實(shí)測(cè)的地表監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比；然后，借助MIDAS／GTS軟件，研究上層覆土條件、盾尾注漿、掘進(jìn)壓力和雙線隧道的不同開挖順序等因素對(duì)盾構(gòu)隧道地表沉降的影響規(guī)律；最后，針對(duì)如何將地表沉降控制在合理范圍內(nèi)提出了實(shí)用性的措施。　　論文研究得出：　　(1)有限元軟件MIDAS／GTS模擬分析盾構(gòu)隧道產(chǎn)生地表沉降的結(jié)果與工程實(shí)測(cè)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)基本吻合，從而驗(yàn)證了本文數(shù)值分析結(jié)果的可靠性?！　?2)研究表明采用盾構(gòu)施工的隧道上方覆土的厚度越大，地表沉降就越??；當(dāng)上覆土層厚度相同時(shí)，埋深越大處地層的橫向最大沉降量越大?！　?3)采用等代層來模擬盾尾注漿時(shí)，等代層的彈性模量取值對(duì)地表沉降影響很小，而等代層的厚度則明顯影響地表沉降值?！　?4)掘進(jìn)壓力對(duì)地表縱向沉降影響較大，施工中應(yīng)控制好掘進(jìn)推力的大小，廣州地鐵三號(hào)線高增站～新機(jī)場(chǎng)南站區(qū)間盾構(gòu)隧道的掘進(jìn)壓力應(yīng)控制在500kPa左右比較合適?！　?5)雙線隧道施工時(shí)，同時(shí)同向開挖和完成一條隧道后調(diào)頭開挖另一條隧道兩種不同施工方案引起的地表沉降值相差不大；但是，完成一條隧道后調(diào)頭開挖另一條隧道由于先開挖隧道對(duì)后開挖隧道有沉降疊加作用，因此兩條隧道中心線上的沉降值不等，沉降槽不對(duì)稱?！　?

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