地铁隧道工程多数在中大型城市,城市建筑繁多,地铁施工环境复杂要求高超的工艺技术,且施工作业面几乎都在地下作业。其中大多数工程采用盾构法进行隧道开挖。在地铁施工过程中,盾构机的不断掘进会对地层产生扰动造成地层变形地表沉降,过大的沉降不仅仅会影响到工程施工进度,而且还会造成邻近(构)建筑物、交通道路和地下管线等造成破坏。研究如何减小地铁隧道施工对围岩土体的扰动、稳定地层和减少地表沉降,对于类似地铁项目具有很重要的价值。结合砂卵石特殊地层空洞传递理论,结合盾构机在岩土体中掘进产生的相关作用,研究几种采用盾构法掘进地铁隧道的主要因素,并探究其对地表沉降的影响。本文采用计算机数值模拟分析法建立北京轨道交通16号线万寿寺~国家图书区段地铁隧道掘进的本构模型,利用FLAC3D有限差分程序对模拟模型进行计算,并研究在不同覆土厚度、不同注浆强度及不同的掘进压力的影响下隧道围岩土体变形情况,绘制地表沉降历时曲线,找出其固有的变化规律,为类似工程施工提供可靠的经验。本文具体从以下四个方面进行研究:1)通过大量的收集工程实测数据并阅读相关文献,对盾构机的基本工作原理及主要施工技术进行了详细的阐述,依据砂卵石特殊地层的变形理论,阐述了隧道盾构施工引起的地表沉降原因及其变形机理,根据大量的工程经验总结归纳了地层变形的主要影响因素。2)整理分析北京轨道交通16号线万寿寺~国家图书区间的水文地质情况及地表监测沉降数据。运用所收集的监测数据对Peck公式进行回归分析计算。利用所搜集的工程实测断面沉降数据与回归后Peck公式进行数据比对分析。3)以北京轨道交通16号线万寿寺~国家图书站盾构区间为研究的依托,利用FLAC3D有限差分软件定义很难量化的参数为各项同性的等代层,根据工程实地勘探的水文地质报告建立计算机模拟试验的三维模型。按照实际项目工程设计的盾构法施工工序,在计算机上按照相同的施工功勋进行模拟试验,研究盾构法施工对地层造成的影响并探究地表沉降规律。最后,将数值模拟计算所得出的结果与实际工程监测的结果进行对比分析,验证数值模拟试验的合理性。4)利用数值模拟程序模拟计算不同参数下地表沉降曲线的特征。对比不同覆土厚度、不同掘进压力以及不同注浆强度下地铁隧道盾构开挖引起的地表沉降曲线特征规律,探究各个因素对地表沉降的影响规律。根据各个影响因素提出科学合理有效的解决措施为类似工程提供一定的参考。该论文有图44幅,表9个,参考文献58篇。