上软下硬复合地层盾构施工掘进参数研究
Study on the Tunneling Parameters of Shield Tunneling in Upper-soft and Lower-hard Composite Ground
盾构工法在地铁隧道建设中得到了越来越广泛的应用.掘进参数的控制在盾构施工过程中起着至关重要的作用.目前,关于盾构掘进参数的研究多集中于均一地层条件下的盾构施工中,而有关上软下硬地层条件下盾构施工的掘进参数研究相对滞后.上软下硬复合地层条件是盾构隧道施工中一类常见的特殊地质条件,国内、外许多在上软下硬地层条件下修建隧道时出现不同程度的地表坍塌现象.因此,有必要就上软下硬地层条件下盾构掘进参数的合理选取做出预测,对掘进参数的变化对地表沉降的影响规律进行分析,对各掘进参数的内在关系进行研究,从而保证在上软下硬复合地层条件下盾构施工过程的安全,提高盾构掘进效率.本文在参考大量文献的基础上,以深圳地铁五号线民治站~五河站盾构区间为工程背景,对上软下硬复合地层盾构施工掘进参数进行了研究分析.主要工作如下:(1)对均一地层条件下盾构施工刀盘扭矩和盾构总推力的构成进行了分析,并给出了各组成部分的计算方法.在此基础上,对上软下硬不均地层条件下盾构施工刀盘扭矩和盾构总推力的构成进行了分析,并推导出各组成部分的计算方法.(2)根据工程实际,运用FLAC3D三维有限差分软件对盾构施工在同一掘进参数(土仓压力,壁后注浆压力、注浆量等)不同取值条件下引起的地表沉降及围岩变形进行数值模拟.模拟中,土仓压力以法向力的方式施加到开挖面上;壁后注浆压力和注浆量通过注浆效果的形式模拟.根据数值模拟结果分析了掘进参数变化对地表沉降及围岩变形的影响规律.(3)对实际工程中典型上软下硬复合地层盾构区间盾构施工过程中实际采集的掘进参数进行统计分析,得出上软下硬复合地层条件下盾构施工掘进参数的适用范围.并统计分析各个掘进参数间的相关性,验证上软下硬复合地层与均一地层条件下盾构施工掘进参数间的相关性的异同.并分析相异的原因.
- 作者：
- 王恒
- 学位授予单位：
- 安徽建筑工业学院
- 专业名称：
- 结构工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 程桦
- 中图分类号：
- U455.43
- 关键词：
- 盾构；复合地层；掘进参数；FLAC3D数值模拟；统计分析
- shield；composite stratum；tunneling parameters；FLAC3D numericalsimulation；statistical analysis