广州地铁盾构施工端头预加固合理范围研究及应用

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1、中图分类号：Ｕ４５５．４３卷ｋ；公开ＵＤＣ：本校编号：續州义遠乂肇工程硕±学位论文论文题目；广州地铁盾构施王端头预加固合理范围研究及应用研究生妓名０６１２０１３：夏洋洋学号：霍曼琳教授学校指导教师姓名：职称：企业指导教师姓名：李银波职称：高级苗呈师建筑与上木Ｘ程申请学位工程领域名称；２０１５＾４＾２０１５年６月论文提交日期：论义答辩日期；＿独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰

2、写过的研巧成果，也不包含获得兰州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：／＾妊月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。持授权兰レ、州交通大学可ッ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编必供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的夏印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）每；学位论文作者签名：細＾导师签

3、名：斗。ｆ签字日期：年月八日签字日期：以／Ｘ年＾月日工程硕士学位论文广州地铁盾构施工端头预加固合理范围研究及应用TheResearchandApplicationOfTheScopeOfEndPre-reinforcementOfShieldConstructionOfGuangzhouMetro作者姓名：夏洋洋工程领域：建筑与土木工程研究方向：地下结构设计理论及研究学号：0612013校内教师：霍曼琳企业教师：李银波完成日期：2015年6月6日兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学工程硕士学位论文摘要盾构施工具有机械化程度高、掘进速度快、

4、施工安全性高、对周围环境影响小等优点，广泛应用于城市地铁、电力、市政等地下隧道建设中。在盾构法隧道施工中，盾构始发与到达施工是整个隧道施工的关键环节。如若施工不当，可能会发生如塌方、透水、端头土体土体失稳等安全问题。为了避免在盾构始发与到达施工过程中可能出现的一系列问题，需要对端头土体进行加固，以确保盾构隧道能够顺利始发与及时贯通。本文以广州市轨道交通九号线花都广场站～马鞍山公园站（简称花马区间）地铁隧道为工程背景，结合工程实际，运用工程经验、理论分析和数值模拟等方法，对地铁隧道盾构始发站（马鞍山公园站）端头土体加固的加固工法、加固理论、数值模拟进行了分析与研究。具体工作内容如下：

5、（1）通过在广州轨道交通花马区间地铁隧道工程的实习，了解盾构始发工程的概况以及该项目盾构始发采用的加固方法与施工工艺，并在此基础上来理解各种端头加固工法的优缺点及其适用条件，把握盾构始发端头土体施工的重点、难点，藉以实现对地铁隧道盾构始发工程安全的有效控制；（2）在经典强度理论的基础上，通过建立端头加固土体的力学与数学模型，运用弹性力学、高等土力学和高等数学方法推导出端头土体的纵向、横向加固范围的理论解，并就马鞍山公园站的工程条件进行实际算例分析，为工程实际施工提供理论参考；3D（3）采用三维有限差分数值模拟软件FLAC，在盾构始发封门拆除最不利工况下，从位移场、破坏场、应力场出发

6、，进行端头加固范围数值模拟。首先保证横向加固范围为3m，纵向加固长度依次取3m、6m、10m、15m进行模拟，以确定合理的纵向加固数值解；其次保证合理的纵向加固范围不变，横向加固范围依次取盾构两侧1m、2m、3m、4m范围进行模拟，以确定合理的横向加固范围，进一步为工程施工和理论研究提供参考性建议。主要研究成果如下：（1）马鞍山公园站盾构始发工程处于高水压砂层、上软下硬地层中，该地层具有渗透系数大、施工参数不好控制、地层承载能力差等特点。三重管高压旋喷桩加固法适用于砂土、砂卵石、淤泥及软弱黏性土等多种土层，形成的旋喷桩体强度高、耐久性好，另外其操作简单、可灌性好、材源广阔、价格低廉

7、等诸多优点，适用于马鞍山公园站盾构始发工程的土体加固；（2）由弹性薄板理论、土体滑移失稳理论、土体扰动极限平衡理论和松动圈的相关知识及端头加固的构造分析，建立相应的力学计算模型；通过弹性力学、高等土力学相关知识及高等数学的解析方法，推导出端头土体加固范围的理论解，并就马鞍山公园站工程实例进行算例分析，结果表明，与实际加固相比而言纵向和隧道两侧相差不大，I广州地铁盾构施工端头预加固合理范围研究与应用隧道拱底砂性土及拱底炭质灰沿土层计算有所偏差，主要原因可能是未考虑实际地