砂卵石地层不同盾构机开挖引起地表沉降特征及控制研究

摘要

在城市地铁施工中，盾构暗挖法施工被普遍采用。对于成都地区砂卵石地层，由1号线的施工经验，采用海瑞克土压平衡盾构机施工效果较为理想，施工速度也较快。为了探究其他同类型盾构机的适应情况及开阔思路、节约工程成本，选购不同产品的盾构机施工就应运而生。本文基于成都地铁2号线二期（西延伸线）工程，分别从成都地区盾构法施工的特点，已有盾构机的机械性能及适用性、施工中的地表沉降曲线、理想数值模拟中的地表沉降特征等方面进行了探究。本文的主要研究内容如下:
　　 (1)对成都地层盾构法施工特点、难点及关键问题进行梳理;
　　 (2)对两种盾构机的机械性能进行了阐述及评价;
　　 (3)对盾构机在掘进中出现的问题提出改造意见;
　　 (4)根据实测地表沉降数据、对沉降曲线进行了整理分析;
　　 (5)利用有限差分软件对隧道开挖进行数值模拟，探究地表沉降特征。
　　 本文在研究过程中通过比对分析进行总结，提出相应的改进措施，在实现各改进措施的情况下，结合实际工程情况，分析了改进的效果。并统计了实测资料及模拟了开挖情况，总结了地表沉降的特征。因此本文的研究对于今后这两个盾构机的使用将产生指导意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景

1．2 国内外研究现状总结

1．2．1 地表沉降的特征

1．2．2 地表沉降的机理

1．3 成都地区盾构法施工情况

1．3．1 成都地区地层特点

1．3．2 成都地区盾构法施工的难点

1．3．3 成都地区盾构法施工的关键技术

1．4 目前存在的问题

1．5 本文研究内容及方法

第二章 土压平衡盾构机性能

2．1 土压平衡盾构机

2．1．1 土压平衡盾构机的工作原理

2．1．2 盾构机需具备的机械性能

2．2 两类盾构机机械性能比对

2．2．1 盾构本体

2．2．2 渣土改良系统

2．2．3 出渣系统

2．2．4 同步注浆系统

2．2．5 自动测量导向系统

2．3 盾构机可靠性描述

2．4 本章小结

第三章 盾构机在掘进中出现的问题

3．1 掘进情况描述

3．2 海瑞克盾构机的问题

3．2．1．施工控制难度大

3．3 罗宾斯盾构机的问题

3．3．1 盾构机刀盘及刀具问题

3．3．2 渣土改良系统问题

3．3．3 铰接油缸问题

3．3．4 出渣系统问题

3．3．5 注浆系统问题

3．4 本章小结

第四章 两种盾构机掘进引起地表沉降变形对比分析

4．1 工程概况

4．2 工程水文及地质情况

4．2 监控量测

4．2．1 监测点布置

4．2．2 控制标准及测量频率

4．3 横断面沉降情况

4．3．1 盾构掘进情况介绍

4．3．2 始发井至外国语段横向沉降曲线情况

4．3．3 互助站至中间风井段横向沉降

4．3．4 横向沉降比较分析

4．4 纵向沉降

4．4．1 始发井至外国语段纵向沉降曲线情况

4．4．2 互助站至中间风井段纵向沉降曲线情况

4．4．3 纵向沉降比较分析

第五章 盾构机掘进引起地表沉降的数值模拟实现

5．1 盾构开挖的数值模拟

5．1．1 FLAC3D介绍

5．1．2 结构单元的选取

5．1．3 计算假定

5．2 模型建立

5．3 计算结果分析

5．3．1 横向地表沉降分析

5．3．2 纵向地表沉降分析

5．3．3 综合分析

结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研情况