蘭州地鐵盾構(gòu)施工對地表變形的影響分析.pdf

1、目前，我國經(jīng)濟(jì)處于持續(xù)高速發(fā)展時期，城市地鐵建設(shè)也在迅速發(fā)展，許多項(xiàng)目的建設(shè)要用盾構(gòu)機(jī)施工。盾構(gòu)法在地下空間作業(yè)，不影響地面交通，且對各種復(fù)雜地質(zhì)條件有較強(qiáng)的適應(yīng)性，諸多優(yōu)點(diǎn)使得盾構(gòu)法廣泛應(yīng)用于地鐵施工建設(shè)當(dāng)中。雖然盾構(gòu)法施工工藝和技術(shù)水平在不斷進(jìn)步，但施工中仍會對盾構(gòu)機(jī)周圍土體產(chǎn)生擾動，引起地表變形。本文以蘭州地鐵1號線為背景，選取世紀(jì)大道~迎門灘為研究區(qū)段，利用有限元軟件ANSYS建立了三維模型，通過模擬盾構(gòu)開挖過程，分析研究了盾構(gòu)

2、法施工對地表變形的影響，并對比分析了不同等代層厚度和掌子面頂進(jìn)壓力對地表變形的影響，主要得到了以下結(jié)論：
　　(1)在盾構(gòu)開挖過程中地表出現(xiàn)了前隆后沉的現(xiàn)象。在開挖面前方約12m處發(fā)生隆起，隨著盾構(gòu)隧道的開挖，開挖面后方的土體會發(fā)生進(jìn)一步的沉降。而后開挖起始面的地表沉降值保持在19mm左右，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
　　(2)開挖面上方地層沉降由地表至隧道拱頂逐漸增大，在拱頂處地層沉降達(dá)到最大，而在仰拱處地層隆起達(dá)到最大。
　　

3、(3)盾構(gòu)開挖引起的地表最大橫向沉降值位于隧道中軸線處，而開挖時開挖面處引起的地表沉降約為該處地表最終沉降值的42％。
　　(4)利用Peck公式進(jìn)行計算，并將結(jié)果繪制于圖中與ANSYS模擬結(jié)果進(jìn)行對比。當(dāng)?shù)貙訐p失率為0.35%時，地表橫向最大沉降值為8.1mm，與模擬結(jié)果接近。將Peck公式中沉降槽寬度i進(jìn)行修正，得到的理論數(shù)值曲線與ANSYS數(shù)值模擬曲線更為接近。
　　(5)不同的等代層厚度會引起不同的地表沉降。等代層厚

4、度越大，在開挖過程中會有較大地表沉降，而隨著等代層厚度變小，地表沉降也越來越小。等代層厚度的變化對隧道中軸線附近的地表變形影響較大。
　　(6)不同的掌子面頂進(jìn)壓力也會引起不同的地表沉降。掌子面頂進(jìn)壓力越大，沿隧道軸向的地表縱向位移也越大；隨著開挖的進(jìn)行，不同掌子面頂進(jìn)壓力引起的地表沉降差值變小，但開挖面前方的隆起值差別明顯。
　　(7)在實(shí)際施工中，開挖前做好現(xiàn)場調(diào)查和地質(zhì)情況調(diào)查，開挖過程中設(shè)定合理的土艙壓力、控制好盾構(gòu)