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南京地铁隧道盾构法施工地表沉降数值模拟研究
| 论文题名： | 南京地铁隧道盾构法施工地表沉降数值模拟研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;盾构施工;土压平衡;地表沉降;数值模拟 |
| 摘要： | 目前，随着世界人口的快速增长，土地资源显得越来越紧缺。在我国伴着城市化进程步伐的加快，土地资源也越来越宝贵。为了充分利用土地，人们加大建筑高度，产生了高层建筑和超高层建筑;开发利用地下空间资源，产生了地下建筑，地铁等等;地铁的产生使得地面交通压力得到了相当大的缓解，修建地铁通常使用的一种重要施工方法就是盾构法，主要因为盾构法在地铁隧道施工过程中有着其他施工方法所不具备的独特优势。另外盾构法对土体性质的要求也不是很高。然而事情的两面性决定了盾构法也有不足之处。由盾构法施工引起的地表沉降和地层移动规律一直都是盾构隧道设计以及施工过程中非常关心的问题。地铁隧道施工之时和施工后期诱发的地表沉陷是致使建、构筑物产生外观及功能上损害的主要原因，每年因此而产生的经济损失非常大。所以，研究分析由地铁隧道盾构施工引起的地表沉降规律是十分迫切和必要的。 文章依托南京地铁4号线东流站～青龙站区间隧道为工程背景，并且从该隧道区间选取其中一段土层特性建立三维数值模拟模型。分析模拟开挖对于地表沉降地影响。通过分析研究，得出了一些有一定参考价值的结论:盾构不断向前推进的进程中，地表沉降值也是在逐渐增大的，在隧道开挖面后方40米左右处趋于稳定。开挖面前方15米处土体出现轻微隆起现象;依照施工顺序，左线隧道先行开挖，之后再进行右线开挖，由于左线开挖对周围土体产生扰动，导致右线土体强度弱化，从而使得在右线隧道中心线处上方的地表沉降最大值稍微大于左线;距盾构机刀盘前方15米处，地表出现向上的隆起现象，初期的沉降值大致为1～2mm，在开挖面的前方大致为-2～-3mm。盾构通过时的沉降值大致为-5～-7mm。盾尾间隙的沉降值大致为-8～-14mm，它主要取决于所处地层的自稳能力;当盾构的外径一样时，地表沉降随着隧道上覆土层深度的增大呈现减小趋势，然而，当深度增大到一定的程度时，地表沉降减小的幅度越来越小;注浆及时与否对于地表沉降值的影响很大，由于注浆不及时引起的地表最大沉降量是注浆及时状态下的最大沉降量的至少2倍以上。研究所得的地铁盾构施工地层沉降机理和规律可以为类似工程方案的确定和施工组织设计，提供一定的参照价值。 |
| 作者： | 卢昌龙 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 傅菊根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 安徽理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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