地鐵盾構(gòu)同步注漿對(duì)地表沉降的影響規(guī)律及機(jī)理研究.pdf

1、盾構(gòu)隧道施工中壁后注漿至關(guān)重要，通過(guò)研究其對(duì)地表沉降的影響規(guī)律及特征機(jī)理可為地鐵的安全高效建設(shè)提供一定的參考依據(jù)。現(xiàn)有大部分研究均是單獨(dú)分析各注漿參數(shù)如注漿量、注漿壓力、注漿材料等影響地層變形或應(yīng)力，并未分析多因素調(diào)整條件下地層變形規(guī)律。同時(shí)，由于太原市特有的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，在地鐵隧道施工時(shí)，更應(yīng)加強(qiáng)壁后注漿對(duì)地層變形以及土體位移的影響研究。
　　本文以太原市地鐵二號(hào)線一期工程中心街西站——南中環(huán)街站為背景，以理論分析和數(shù)

2、值模擬為主要研究方法，研究盾構(gòu)隧道施工過(guò)程中土層應(yīng)力及穩(wěn)態(tài)，結(jié)果表明：在隧道開挖面出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,隧道開挖引起周圍一定范圍土體和地表土層的剪切破壞；隨著盾構(gòu)的推進(jìn)，隧道周圍土體發(fā)生失穩(wěn)破壞的范圍變化較小，而地表塑性屈服范圍逐步向兩側(cè)擴(kuò)展；
　　利用FLAC3D模擬盾構(gòu)隧道施工時(shí)采用剛度遷移法，揭示隧道開挖完成后橫向、軸向地表沉降及管片位移規(guī)律：橫向地表沉降呈對(duì)稱“凹槽”型，隧道軸線上部地層沉降最顯著，地層變形量隨距軸線距離的增大

3、而減小，直至一定范圍之后趨于穩(wěn)定，其主要影響區(qū)域?yàn)榫嗨淼垒S線20m處（約3D）；軸向地表沉降沿隧道推進(jìn)方向變化相對(duì)較小，且盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中，軸向地表沉降呈“S”型曲線；管片變形整體呈頂部管片下沉、底部管片上浮、左右側(cè)管片產(chǎn)生遠(yuǎn)離隧道軸線的位移；
　　從橫向、軸向地表沉降及管片位移對(duì)考慮與不考慮漿體凝固進(jìn)行對(duì)比研究，兩者差異顯著，表明在利用數(shù)值模擬軟件模擬盾構(gòu)施工全過(guò)程時(shí)，剛度遷移法的運(yùn)用是必不可少的；
　　分別研究注漿量、注漿

4、壓力、注漿材料彈性模量、泊松比對(duì)橫向、軸向地表變形以及管片位移的影響規(guī)律：注漿參數(shù)的增大均能有效控制橫向、軸向地表沉降及頂部管片的下沉；而底部管片上浮及左右側(cè)管片位移均隨注漿參數(shù)的增大而增大；注漿參數(shù)對(duì)于管環(huán)位移影響顯著性均為：底部管片上浮>頂部管片下沉>右側(cè)管片側(cè)移；
　　綜合分析各注漿參數(shù)對(duì)橫向、軸向地表沉降及管片各關(guān)鍵部位的位移影響，注漿量不宜超過(guò)150％；注漿壓力宜取0.35-0.45MPa；注漿材料彈性模量取值為1.0-

5、1.5MPa，泊松比不宜超過(guò)0.3；
　　在此基礎(chǔ)上，以橫向最大地表沉降、軸向最大地表沉降以及底部管片上浮為指標(biāo)，利用正交試驗(yàn)綜合分析注漿參數(shù)對(duì)隧道及地表變形的影響，采用多元回歸方法得到隧道及地表變形與各注漿參數(shù)間的相關(guān)規(guī)律：利用正交試驗(yàn)分析壁后注漿注漿量（A）、注漿壓力（B）、注漿材料彈性模量（C）、泊松比（D）對(duì)地表沉降的影響顯著性為：橫向和軸向地表沉降以及底部管片的上浮均為A＞C＞D＞B；
　　利用數(shù)值模擬將注漿層劃分