地面超载条件下泥水盾构斜穿防汛墙扰动位移研究-岩土工程专业论文.docxVIP

上海交通大学申请硕士学位论文 上海交通大学申请硕士学位论文 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 地面超载条件下泥水盾构斜穿防汛墙扰动位移研究 摘 要 近年来，国内外出现了很多大型的越江隧道工程，泥水平衡盾构 工法以其施工质量好、效率高、技术先进、安全可靠等优点，在软土 地层越江隧道建设中得到了广泛的使用。在隧道开挖过程中，难免对 周围的地层产生一定的扰动，破坏原有的平衡状态，过大的扰动位移 会对周边环境和构筑物产生破坏。为了使隧道施工顺利推进并控制沉 降，有必要对施工过程中扰动土体的地层沉降和水平位移等进行分析 研究。 本文以军工路大型泥水双层盾构隧道为工程背景，采用数值模 拟、理论分析、原位监测等方法，围绕复杂荷载及地质条件下泥水盾 构近距离斜穿防汛墙的土体扰动位移进行分析研究，主要的研究内容 如下： （1）建立三维 FEM 数值模型，模拟研究振动荷载与地面压载作 用下盾构穿越施工过程土体扰动位移分布动态特性。输出了隧道管 片、泥浆池及岸坡整体土层位移场，研究其分布规律，合理的预测地 层沉降；通过有无振动荷载的模拟结果的比较，分析设备振动荷载的 影响，为泥浆池结构及其设备的处置、施工参数的设定等提供依据。 （2）对单线施工泥浆池沉降、防汛墙外侧岸坡地层沉降及土体 水平位移进行现场原位监测，总结位移变化规律；比较分析了泥浆池 造成的地面超载对土体沉降的影响。分析表明：各测点受到施工、振 动荷载及潮位共同影响，位移有所波动；泥浆池沉降不均匀，周边土 体沉降呈缓慢增长趋势，且沉降位移过大，须对泥浆池及设备进行合 理处置。 （3）对双线施工过程中岸坡土体位移进行现场原位监测，实时 分析监测结果、总结其变化特性，及时反馈指导施工。监测结果表明： 各测孔的位移变化与测孔相对于隧道断面的位置有关；各个测孔的分 层沉降位移，受地面超载和盾构推进的共同影响，表层土体受泥浆池 影响较大，而深层土体受盾构推进影响显著；在水平位移方面，盾构 推进引起的挤土效应的影响要远大于地面超载的影响。 （4）根据数值模拟和现场实测的数据，结合施工参数，研究土 体的扰动和施工参数之间的关系，从而实现施工的动态优化。主要研 究了不同注浆压力对土体竖向位移的控制影响，不同切口压力对水平 位 移 的 控 制 影 响 。 研 究 结 果 表明 ， 注 浆 压 力 最 佳 取 值 范 围 为 Ps≤P≤1.5Ps，盾构切口压力应设置为隧道埋深土体平均侧压力。 关键词：泥水盾构，地面超载，土体变形，原位监测，理论分析， 数值模拟 Research on the Displacement Characteristics of Slurry Shield Traversing across Flood Wall under the Condition of Ground Overload in Jungong Road Tunnel ABSTRACT In recent years, there are many tunnel projects that cross river home and abroad. As the excusive tool for tunnel construction, shield is wildly used in the city subway tunnel construction for its advantages on fast construction speed, little environmental inference and so on. During the progress of tunnel excavation, the shield will inevitably have disturbance on strata and break the formal balanced state which results to displacement and deformation of the surround strata and earth surface. In order to make a long-distance tunnel go ahead smoothly, it is inevitable to make measurement on surface settlement,soil horizontal displacement etc. Based on Gungong Road slurry tunnel project, through analyzing on theory, filed test and finite element method, mainly researc