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盾构始发对围岩稳定性影响分析

李博  
【摘要】:近些年,随着我国城市地铁工程的快速发展,盾构施工在城市地铁施工中占据了重要的位置,但盾构始发引起地表沉降的研究存在严重不足,盾构始发纵向端头加固范围的不确定性,易引起较大的施工风险。因此,盾构始发纵向端头的土体加固受力机理分析和如何确定合理的纵向土体加固范围成为了盾构隧道亟待解决的问题。 本文首先简要的介绍了盾构进出洞对土体的稳定性分析的几种理论、盾构始发端头土体加固范围、盾构掘进对地表位移的影响分析,然后采用有限差分软件FLAC3D,建立盾构始发掘进模型,详细分析了不同纵向、横向加固长度在盾构始发掘进过程中土体的竖向位移场、应力场、地表沉降的影响,总结了一般规律,并借助合肥地铁一号线繁华大道~高铁站区间盾构始发段实际工程的现场实测结果,验证了本文数值模拟的模型和结果的合理性,并得到以下结论: 1)对繁华大道~高铁站盾构始发过程进行数值模拟,把模拟地层位移、地表沉降的结果与现场监测数据进行对比可知两曲线走势一致、大小基本吻合,说明建立的三维模型能较好的模拟实际工况。 2)地表沉降随着盾构始发段端头纵向土体加固长度的增加而明显减小,随横向土体加固的增加减小很少。 3)在盾构掘进过程中,当盾构刀头离地表监测点越近,对地表的沉降影响越大;当盾构端头离监测点越远,对地表影响越小,当刀头远离监测点大约一倍盾构直径后,盾构掘进对地表的影响很小可以忽略不计。 4)通过对各种工况的模拟分析对比可知合肥地区盾构始发段纵向土体加固6米、横向12米、加固土体粘聚力到达200KPa、内摩擦角达到30°能满足盾构始发过程中对土体的稳定性要求。


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