郑州地铁隧道盾构法施工表沉降数值模拟研究

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现代城市开发进度非常迅速,土地资源变得越来越紧张,城市发展速度与土地资源之间的矛盾日益凸显。为了充分的利用有限的土地资源,人们在发展中不断的创新,提高建筑高度使得单位土地面积的使用率得到迅速的增加,合理的开发利用地下空间进一步增加了人们的活动区域。地铁的产生正是因为为进一步提高地下空间的利用效率,缓解地面交通压力而产生的。盾构法是目前修建地铁中较为常用的方法,盾构法的普及主要是因为其在地铁修筑过程中独一无二的优势和特点,但是使用盾构法进行地铁隧道的修建中,现场施工会引起地表的沉降或隆起,而且有可能随着时间的推移还会有少量的地表变形情况,每年因为地表的沉降而影响到的周边构筑物、地下管线等数量非常大,造成的经济损失也是不容小觑的。因而使用盾构法地铁隧道施工导致地表变形的研讨和剖析是十分紧迫和必须的。本文的基础是建立在大批的有关文献基础之上,对盾构法地铁隧道施工而导致的地表变化进行了一些研究。首先归纳了前辈关于此项内容的研究理论,分析了产生地表沉降的经验法、数值模拟法、施工参数的不同影响因素。接着,依据郑州地铁4号线始发站~河西北路站的隧道区间为工程背景,并从该隧道中选取了一段土层,利用有限元分析软件MIDAS/GTS建立了三维分析数值剖析模型,模拟了盾构推进过程,分析了盾构隧道在推进过程中产生的地表沉降,经过剖析研讨得出了一些具备参考价值能够指导后期施工的结论:1.双线盾构隧道施工,一侧先进行施工会对另一侧隧道周边土体产生扰动,造成另一侧隧道施工过程中土体扰动更大;2.双线隧道一侧先进行施工,两侧隧道纵向地表沉降呈“双峰”形状;3.隧道地表横向沉降量受施工步骤影响更大;4.随着盾构的不断推进,土体扰动更大;5.盾构隧道地表沉降主要在隧道轴线上方,5D外影响很小。
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