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第 2 7 卷, 第 5 期中国铁道科学 Vol 27 No 5
2 0 0 6 年 9 月 CHINA RA IL WA Y SCIENCE September , 2006
文章编号: 1001 4632 (2006) 05 0087 06
盾构法地铁隧道施工引起的地表变形分析
李曙光, 方理刚, 赵丹
(中南大学土木建筑学院, 湖南长沙 410075)
摘要2: 2以南京地铁 1 号线许府巷—南京站区间隧道为背景, 结合现场监测数据及各项掘进参数设置, 对
土压平衡盾构在富水饱和粉土、粉砂夹细砂、粉细砂地层中掘进引起的地表变形过程和分布规律进行分析, 并
使用有限差分法程序 FL AC3D 对考虑盾构施工工序、地下水位、土仓压力和注浆等因素的地表变形进行模拟计算
分析。实测分析结果表明地表变形特征为: 沉降速率大, 测点最大沉降速率在- 12~ - 15 mm · d - 1 之间; 地层
稳定快, 盾尾脱出 2~3 d 后地层即趋于稳定; 影响范围小, 盾构掘进对隧道纵向地表的扰动在刀盘前方约 10 m
至盾尾后方 16~20 m 的范围内, 横向地表沉降主要分布在隧道中心线两侧各 5~7 m 的范围内, 地表距中心线
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20 m 以外几乎不受影响。模拟计算地表沉降分布结果与实测数据基本吻合。
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关键词: 地表变形; 有限差分法; 土压平衡盾构; 隧道施工
中图分类号: U231 3 文献标识码: A
文献[1 ] 通过对大量的地表沉降数据和有关形实测数据进行分析, 总结变形过程及分布规律;
工程资料进行分析以后, 提出了地表沉降槽呈似正并与有限差分程序 FLAC3D 模拟盾构施工工序、土
态分布的概念及横向地表沉降分布和地表最大沉降仓压力、地下水位、注浆等因素计算得出的地表变
量的估算公式。在此基础上, 文献[2 —4 ] 等都对形结果作对比, 所得结论对类似工程具有一定的借
该公式进行了修正和补充。鉴作用。
文献[5 ] 使用随机介质理论, 分析和预测盾
构法隧道引起的地表沉降。 1 实测数据分析
文献[6 ] 将人工智能神经网络引入盾构法隧
道施工引起的地表沉降的预测及分析。 1 1 工程及地质概况
为了模拟盾构施工工序、后续地层位移、隧道南京地铁 TA15 标段(盾构三标) 包含玄武门
开挖周围及地表的应力状态等因素对地面沉陷的影—许府巷和许府巷—南京站 2 个区间盾构法隧道工
响, 文献[7 , 8 ] 发展了一种三维弹塑性有限元方程, 是南京地铁南北线一期工程施工的重点和难
法, 给出了非线性问题的求解步骤和适合于三维隧点。该项目由 2 台德衡
道分析的弹塑性土体本构模型。盾构施工, 机械设计最大埋深 18 m , 盾壳外径
文献[9 ] 结合广州地铁二号线盾构法隧道施 6 340 mm , 刀盘外径 6 400 mm ; 衬砌管片环外径
工监测数据, 使用有限元程序 ANSYS 分析了因开 6 2 m , 内径 5 5 m ; 管片宽 1 2 m , 厚 0 35 m 。
挖、地层损失、地下水位引起的地表沉降。许府