盾构隧道掘进的隆沉控制与优化研究

摘要

随着我国城市地铁的大规模兴建，盾构法隧道施工技术以其特有的智能化、安全、快捷等特点与优势，越来越得到广泛的推广和应用。虽然盾构法取得了斐然成绩，但此法施工不可避免地引起地表沉降，地表沉降过大时，会影响到盾构隧道安全施工和地表建筑物的正常使用。虽然盾构法施工技术有了很大的发展，但是在盾构机施工过程中仍然不可避免的引起地层的扰动，导致隧道周围地层变形从而引发地表沉降。尤其对于城市地铁，盾构区间隧道一般都穿越城市中心地带，因建筑物密集、施工场地狭小、地质情况复杂、地下管网密布、交通繁忙、施工条件受到限制，对环境的控制要求更为严格。本文以北京地铁五号线18标--东四站～张自忠路站区间(盾构区间)、雍和宫站～和平里北街站区间(盾构、矿山法区间)两个区间，盾构隧道工程为背景，对土压平衡盾构施工引起的地表隆沉控制进行了研究。首先利用大型有限元通用软件ANSYS对施工过程进行了二维有限元动态施工模拟，然后利用现场地表沉降的监控量测数据进行地表沉降的曲线拟合，分别得出了计算沉降曲线和拟合沉降曲线，结合现场地质条件、设计情况及施工参数等，分析了隧道盾构法施工引起的地表沉降的一般规律，并对不同地质情况下的地表隆沉情况进行了分析，从而达到了优化该区间土压平衡盾构施工参数的优化。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1研究问题的提出

1.2地铁盾构法施工研究现状

1.3课题研究目的和意义

1.4本论文研究的主要内容

第2章EPB盾构掘进原理及其施工对环境影响

2.1土压平衡式(EPB)盾构机工作原理

2.2地表变形机理

2.3小结

第3章盾构掘进数值模拟分析理论

3.1弹塑性分析基本理论

3.2弹塑性数值模拟分析过程

3.3土压平衡盾构掘进数值模拟分析

第4章东～张和雍～北区间盾构隧道施工数值模拟分析

4.1工程概况

4.2有限元(FEM)模型的建立

4.3 FEM模型的计算过程

4.4 FEM计算结果分析

第5章盾构掘进隆沉控制与优化

5.1盾构掘进中的参数控制

5.2 FEM计算结果与现场监测结果的对比

5.3盾构掘进参数的优化

5.4两区间各种地层参数优化对比

第6章结论

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

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