泥水盾构隧道始发段施工土体扰动分析

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofAppliedSociologyStudyonSoilDisturbanceintheLaunchingSectionofSlurryShieldTunnelingCandidate:ChenXiaoyangMajor:StructuralEngineeringSupervisor:Prof.DingLieyunHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.China

2、January,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用

3、影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要近年来，随着地下空间的空前开发和利用，盾构工法在城市地铁隧道修建过程中得到了广泛应用，相应的也出现了众多的环境土工安全问题，盾构隧道始发段掘进作为盾构工法的主要环节之一，是盾构施工过程中的事故多发阶段。本文针对泥水盾构始发段施工，建立有限差分数值模型，分析了泥水盾构对周围土体扰动的成因和规律，研究端头土体加固范围的确定方法。本文以武汉市轨道交通二号线一期工程江积区间泥水平衡盾构始发段施工为背景，综

4、合考虑了始发井连续墙施工、基坑开挖、端头加固、土体分层、盾构开挖面3D泥土压力、盾尾建筑空隙、盾构壁后同步注浆等主要因素，利用有限差分软件FLAC建立泥水盾构始发段施工的数值模型，对盾构隧道始发段施工过程进行模拟，研究盾构施工引起的土体扰动；利用现场实测数据对比分析数值模拟结果，计算结果与实测结果吻合良好，验证了所建模型的可靠性，通过模拟结果分析，得到盾构法施工引起地表和不同土层的扰动规律。基于建立的数值模型，以端头加固为研究对象，分析端头加固范围的确定原则，针对武汉地铁江积区间盾构始发端头加固实例，根据薄板强度分析理论、滑移失稳理论和土体扰动极限平衡理论计算端头加固范围，分析影

5、响端头加固安全性的主要因素，并通过数值模拟分析主要影响因素的敏感性及其特征，为实际工程提供参考借鉴。关键词：盾构施工始发段土体扰动数值模拟沉降规律端头加固IAbstractInrecentyears,withtheunprecedenteddevelopmentandutilizationoftheundergroundspace,shieldmethodiswidelyusedinundergroundtunnelconstructionprocessofthecitysubway,municipal,andpower,manyenvironmentalsafetyproble

6、msappear.Asoneofthemainlinks，shieldconstructioninlaunchingsectionispronetoaccidents.Inthispaper,three-dimensionalFiniteDifferenceModelisbuilttoanalysisthesurroundingsoildisturbancemechanismandthecausesinslurryshieldtunneling,thewayhowtocalculatethedimensionofreinforcedsoilisstudied.BasesonPro

7、jectJiang-JitunnelingofthefirstphaseprojectofWuhanMetroLine3DNo.2,programFLAChasbeenadoptedfornumericalsimulation.Thelaunchingsectiontunnelexcavationmodelhasbeenbuiltbyacomprehensiveconsiderationonkeyfactorssuchasdiaphragmwallconstruction,fou