地铁盾构隧道同步注浆施工对地层沉降影响的预测分析

摘要

盾构掘进过程中,盾尾脱开后管片和周围土层会出现空隙,引起地层扰动和地表沉降,为了减小地层变形,需要在盾构施工过程中进行同步注浆。同步注浆的效果决定了地层变形的大小。为了得到较好的注浆效果,就需要有合适的注浆参数。因此有必要分析不同的注浆参数下地表变形的规律,为实际工程注浆参数的选取提供参考。
　　在此选用FLAC3D有限元差分软件,结合天津地铁某线路的盾构开挖工程实际,建立数值模型对盾构的开挖掘进过程进行模拟,模拟得到监测点随时间变化的沉降曲线与实测规律基本吻合。
　　在此基础上研究盾构掘进过程中地层的沉降变化规律;不同注浆压力,注浆量,注浆时间,注浆效果对地表沉降的影响规律;不同土体弹性模量,内摩擦角及粘聚力条件下,盾构开挖注浆对地表沉降的影响规律。分析发现:注浆压力的分布在重力下的形式和实际最为吻合;土层的最大隆起和沉降值均发生在隧道壁后注浆处;注浆压力大于0.2MPa后,对地表沉降的减小不再明显;注浆不及时情况下地表沉降大并且沉降持续的时间长;一定范围内增大注浆量可显著减小地表沉降;土体弹性模量增加到一定值后对地表沉降值的减小作用越来越不明显;土体内摩擦角增加到24后对地表沉降值的减小作用几乎可以忽略;土体粘聚力增加引起地表沉降值的减小不显著。
　　最后初步探讨了注浆对盾构开挖上方基坑的变形影响,得到以下规律:盾构开挖引起上方基坑底部会出现沉隆,总体来说隧道轴线对应的基坑底部断面两侧沉降较为明显;基坑侧壁均有向坑内倾斜的趋势,与隧道轴线垂直的侧壁倾斜幅度大;较大的注浆压力会使基坑底部产生隆起,而较小的注浆压力下基坑底部的沉降更为明显。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 盾构施工简介

1.3国内外研究现状

1.4本文研究思路及主要内容

第二章 盾构开挖数值模拟基本理论

2.1 FLAC3D简介

2.3隧道开挖的有限元模拟

2.4本构方程

2.5隧道盾构法施工数值模拟方法

2.6 盾构掘进过程的模拟

2.7本章小结

第三章 天津地铁某区间盾构施工实例分析

3.1 工程概况

3.2 实测分析

3.3注浆压力分布形式的选择及计算模型

3.4 本章小结

第四章 注浆参数对地面沉降的影响规律

4.1不同注浆因素对地表沉降的影响分析

4.2 土层性质对注浆效果的影响

4.3本章小结

第五章 考虑注浆影响下隧道开挖对邻近基坑工程的影响

5.1 盾构掘进对上方基坑变形的影响规律

5.2不同注浆压力对基坑底部地表沉降的影响

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

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