盾构推进引起的地铁隧道地表沉降分析

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盾构法作为地铁隧道修建的主要施工方式,又由于地铁隧道常穿过城市中建筑物密集、基础设施完善、地下管线集中、交通繁忙的区域,盾构推进引起的地表沉降一直备受地铁设计者和建设者关注。因此,对盾构推进引起的地表沉降规律进行研究具有重要的实际意义。本文以成都地铁18号线海福3#风井~福州路站区间隧道工程为背景,通过结合理论分析、实测数据和数值模拟三个方面的研究方法,对盾构推进引起的地表沉降进行了分析、研究,主要研究工作如下:(1)介绍了国内外学者对盾构推进引起的地表沉降的研究现状、区间隧道工程总体情况、区间隧道监测方案及对现有的盾构推进引起的地表沉降理论进行了总结;(2)利用origin 9.0软件对左线隧道(先行隧道)的部分地表沉降实测数据进行回归分析,得到Smax、D,又对Smax/D与Z0/D作无量纲回归分析,对i与Z0作回归分析,得到适用于预测本区间左线隧道的地表横断面沉降经验公式;(3)在不考虑双线隧道相互影响的前提下,基于区间左线隧道地表横断面沉降经验公式,叠加得到适用于预测双线隧道地表横断面沉降经验公式。分别在未穿越人工湖段和穿越人工湖段各选取一典型断面,基于实测数据和地表沉降经验公式,对比分析地表横、纵断面沉降规律;(4)利用FLAC3D软件对前面选取的两个典型断面分别建立接近于实际工程的三维数值模型,其中:对未穿越人工湖段,基于应力云图和位移云图,对地表横、纵断面沉降进行了分析,同时从不同推进方式、不同推进断面两个方面对地表沉降进行了对比分析;对穿越人工湖段,基于位移云图,对地表横、纵断面沉降进行了分析,对影响地表沉降的黏聚力、内摩擦角、变形模量、轴线埋深和轴线间距五个参数进行了敏感性分析;(5)在未穿越人工湖段/穿越人工湖段,通过实测数据、数值计算结果和经验公式,对比分析盾构推进引起的地表沉降规律,为今后成都地区同类工程的设计和施工提供参考。
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