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原文传递南昌地铁复杂环境条件下上软下硬地层盾构施工技术研究

论文题名：	南昌地铁复杂环境条件下上软下硬地层盾构施工技术研究
关键词：	地铁;上软下硬地层;渣土改良;自动化监测;施工调整
摘要：	随着城市化进程的推进，人口的增多使城市变得愈加拥挤，地铁作为新兴的交通工具，颇受人们的关注。南昌地区位于我国江西省中北部地区，在修建地铁的过程中，存在上软下硬的地质特征以及复杂的周边环境等问题，给地铁施工带来了较大的困难。　　本文以南昌地铁三号线在建的京家山站～江铃站区间盾构隧道为工程背景，对区间隧道存在的问题进行分析，分别是：针对上软下硬地层盾构机土仓内渣土改良的问题，开展渣土改良室内试验分析泡沫剂对渣土改良的效果；针对重点区域盾构隧道人工监测频率低的问题，研发盾构隧道的平纵一体化监测系统和电磁吸力激光测距盾构收敛测量装置，并进行传感器测点的布置和远程自动化监测数据采集；针对地层扰动产生地表沉降问题，建立盾构隧道施工过程数值模型，分析盾构施工对地表沉降的影响因素，结合计算结果进行施工方案调整；针对区间盾构隧道下穿九州高架桥的问题，对隧道下穿桥桩风险源段进行数值模拟，分析盾构施工参数对桥桩变形的影响并进行施工方案调整。主要工作如下：　　（1）综合分析南昌地铁盾构隧道区间工程地质水文条件，结合本工程特点和难点为南昌地铁施工选择最佳盾构机型号；以工程地质水文条件为基础，分析渣土改良中需要解决的问题，通过渣土改良室内试验分析泡沫剂对上软下硬地层不同地层体积比渣土的改良效果，并根据现场施工进行渣土改良应用。　　（2）针对区间盾构隧道特殊监测区域，结合施工特点研发盾构隧道平纵一体化监测系统和电磁吸力激光测距盾构收敛测量装置，用于监测地层、地表、拱顶沉降和拱腰收敛。对硬件设备进行监测断面选取、监测点布设和现场线路保护，根据监测数据反映出的变化规律，为施工方案提供参考性建议。　　（3）对区间盾构隧道下穿道路段运用Abaqus软件建模，分析盾构开挖过程中地表沉降变化规律，并对比分析隧道施工方法、嵌岩深度、盾尾注浆材料强度和土仓压力四种盾构施工参数方案的地表沉降值，确定最佳施工调整方案；最后提出地表沉降的控制措施，以对地表沉降进行全面控制。　　（4）对区间盾构隧道下穿九州高架桥风险源段运用Abaqus软件建模，分析盾构下穿九州高架桥对地表沉降、围岩和桥桩变形的影响，并对比分析土仓压力、注浆压力和隧道掘进面相对距离三种盾构施工参数方案的桥桩水平和竖向位移，确定最佳施工调整方案，并与现场监测值进行对比，验证施工调整方案的可行性。　　本文对南昌地铁复杂环境条件下上软下硬地层进行了盾构机选型、渣土改良试验和自动化监测技术，通过数值模拟计算结果对施工方案进行了调整，为类似施工提供参考，研究内容具有一定的理论意义和工程价值。
作者：	金圣珂
专业：	交通运输工程
导师：	姜谙男
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2022