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富水砂卵石地层盾构施工沉降规律研究
| 论文题名： | 富水砂卵石地层盾构施工沉降规律研究 |
| 关键词： | 富水砂卵石;地铁隧道;盾构法;地表沉降;数值模拟;施工监测 |
| 摘要： | 盾构法是城市地铁隧道开挖的常用方法之一。盾构法施工引起地表下沉的主要原因包括：覆土条件、土仓压力、掘进速度、盾尾注浆、开挖面扰动以及盾构施工过程中引起的地层损失。在富水砂卵石地层盾构施工中，由于该地层的特殊性，为了确保地铁隧道施工安全有序进行，迫切需要对富水砂卵石地层盾构法隧道施工沉降规律进行研究。砂卵石地层无胶结、松散、单个石块强度高、自稳能力差、渗透系数大、粘聚力小、颗粒之间孔隙大，是一种典型的力学不稳定层，其物理和力学特性与黄土、软土及复合地层有较大差别，砂卵石地层中的卵石颗粒在无水状况下点对点传力，受扰动后地层反应灵敏。因此研究砂卵石地层中盾构施工造成的地表沉降规律十分必要。 本文选择西安地铁二号线二期工程航天城～韦曲南站区间全断面富水砂卵石地层的特点和周边环境对盾构施工的要求为工程实例，辅以MIDAS/GTS数值模拟计算，预先对隧道施工过程中地表的沉降规律进行预测，从而有针对性的制定施工方案。具体的研究工作与结果如下： （1）地铁隧道盾构开挖的覆土条件、掘进速度、盾尾注浆、土仓压力及开挖方式等都对地表沉降有一定的影响，且造成的地表沉降时间历程及影响范围不同。 （2）在砂卵石地层中，相同开挖条件下，隧道上覆土厚度越厚，地表沉降量越小；盾构的土仓压力以及掘进速度对地表沉降影响比较大；砂卵石地层双孔隧道同时同向开挖是较好的开挖方式；不同地层在相同开挖方式条件下，地表沉降空间和时间效应变化趋势基本一致，但最大沉降量有一定差异。所以，在不同地层条件下，盾构施工参数的确定对地表沉降的控制有着明显的不同。 （3）对隧道盾构施工进行现场实时监测，监测结果与盾构施工数值模拟结果基本一致，沉降值?18mm，地表沉降变化趋势相当。模拟数据和现场监测数据的线性回归拟合误差?10％在允许范围内，说明西安地铁二号线航天城～韦曲南站区间富水砂卵石地层盾构法施工设计方案的合理性，对以后类似的工程具有参考价值。 |
| 作者： | 潘娜娜 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 戴俊;彭立忠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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