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富水粉细砂地层中盾构施工渣土改良与掘进对临近构筑物的影响研究
| 论文题名： | 富水粉细砂地层中盾构施工渣土改良与掘进对临近构筑物的影响研究 |
| 关键词： | 粉细砂地层;盾构施工;渣土改良;地表沉降;邻近构筑物 |
| 摘要： | 为缓解城市人口增加带来的交通拥堵问题，地下轨道交通建设得到了飞速发展。目前，城市地铁隧道区间建设主要采用盾构法，其中土压平衡盾构法应用最为广泛。在土压平衡盾构施工过程中，需要选择合适的改良剂与施工参数对盾构掘进渣土进行改良，使其达到“理想塑性流动状态”，以确保开挖面稳定和盾构正常掘进。另外，由于城市人口稠密，高架桥梁和地下管线等构筑物密集，因而对盾构施工引起的地层和构筑物变形规律进行分析并提出控制方法至关重要。本文以南通轨道交通2号线太平路北站~南通东站站区间为背景，针对该区间粉细砂地层条件，通过室内试验、现场测试和有限元数值模拟，对该区间粉细砂地层渣土进行改良研究，同时对盾构施工引起的地表沉降、高架桥梁桩基础以及地下管线受力和变形规律进行深入探讨。本文主要研究内容和取得的成果如下： （1）采用泡沫对不同含水率下的粉细砂渣土进行改良，通过塌落度试验、稠度试验、不排水剪切试验和常水头渗透试验对改良渣土的流塑性、粘稠性、摩擦性和渗透性进行评价，得到渣土改良最佳泡沫外掺量和渣土含水率范围，并综合考虑现场施工条件，得到适合于实际工程的渣土改良参数。 （2）开展了粉细砂地层中盾构施工现场测试研究。分析了双线盾构掘进过程中地表横向和纵向沉降变形规律，并采用基于改进的Peck公式对双线盾构下地表沉降进行拟合，得到该地层中土体损失率和沉降槽宽度系数取值范围。另外，对盾构掘进过程中高架桩基和地下管线沉降变形规律进行分析，并通过收集已有文献中相关的数据，探讨了桩隧相对位置关系对桩基沉降的影响。 （3）建立了双线盾构隧道穿越高架桥梁桩基础和地下管线三维数值模型，通过数值模拟结果和实测值对比，验证了模型的合理性。针对施工过程中桩基纵向变形、横向变形、竖向变形和轴力、管线沉降、管线水平位移、管线纵向应力展开了系统分析。 （4）通过改变盾构施工参数、桩隧相对位置关系、管线所在土层性质、土体损失率、管线材料类别以及管线埋深，分析了不同因素对桩基和地下管线变形以及内力的影响规律，并基于规范变形控制标准，对桩基和地下管线安全风险进行了评估。最后，提出了控制盾构施工对桩基以及地下管线扰动程度的建议措施。 |
| 作者： | 廖赵胜 |
| 专业： | 交通运输工程;岩土工程 |
| 导师： | 洪振舜;丁建文;赵俊明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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