饱和软黄土地铁隧道盾构施工控制技术

摘要

黄土地铁隧道盾构施工引起地层沉降，影响周围既有建筑安全，并制约盾构快速施工。在理论分析饱和黄土地铁隧道围岩力学特性、变形机理以及地层沉降变形机理基础上，总结地铁隧道施工方案的可行性影响因素；结合工程实例，利用ANSYS建立三维模型，FLAC3D对饱和黄土隧道盾构施工进行数值模拟，研究隧道掘进在不同覆土层厚度、施工速度及壁后注浆加固条件下的地层沉降及隆起规律，并提出该工程隧道施工沉降预测及沉降控制措施。
　　本研究主要内容包括：⑴开挖距隧道模型边界24m以后，地层的沉降及隆起位移开始增长缓慢；开挖至42m时，拱顶的沉降值、拱底的隆起值达到最大，分别为2.3719cm与2.5094cm。通过对研究结果和工程监测数据进行对比分析，得出采用盾构法穿越饱和软黄土地层是可行的，符合规范及工程实际要求。⑵覆土层厚度从8m增大到16m时，地表最大沉降由1.5057cm减小至1.1297cm，拱顶最大沉降由2.6497cm减小至2.2537cm，覆土层厚度在13m以后地表及拱顶沉降变化平缓，因此合理的覆土层厚度为取10m~13m。⑶施工速度从0.5m/d增大到4m/d时，地表最大沉降增加约31.91％，拱顶最大沉降增加约23.15%。在满足工期的条件下，施工速度应控制在2m/d以内。⑷注浆材料弹性模量为0.46MPa、4.6MPa、46MPa时，地表最大沉降分别为1.2855cm、1.2245cm和1.1736cm，拱顶最大沉降量分别为2.4655cm、2.3719cm和2.2886cm。