盾構(gòu)施工對地表沉降的影響分析畢業(yè)論文開題報(bào)告

1、XXXXXXXXXXX畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專業(yè)題目名稱盾構(gòu)施工對地表沉降的影響分析課題來源自選主要內(nèi)容一、研究目的盾構(gòu)法施工是利用盾構(gòu)機(jī)在地面以下暗挖隧道的一種施工方法。其具有：地面作業(yè)少，隱蔽性好，噪聲、震動(dòng)引起的環(huán)境影響?。凰淼朗┕さ馁M(fèi)用和技術(shù)難度基本不受覆土深度的影響；自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、施工速度較快等優(yōu)點(diǎn)。為此，盾構(gòu)隧道在地下鐵道、公路鐵路、市政工程、水利水電工程等基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)中有著十分廣闊的應(yīng)用前景。隨著上海多條越黃浦江隧道和崇明越江通道、武漢長江隧道、南京長江隧道、杭州錢塘江隧道、廣深港客運(yùn)專線獅子洋隧道、南水北調(diào)工程、重慶長江輸水隧道等一大批世界級盾構(gòu)隧

2、道的開工建設(shè)，我國已經(jīng)成為了世界上盾構(gòu)隧道工程總量最多、規(guī)模最大、發(fā)展最快的國家。采用盾構(gòu)法施工，多多少少會(huì)對周圍地表都會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)，造成地層損失，從而引起較大的地表沉降。盾構(gòu)施工所引起的地表沉降量有著很嚴(yán)格的要求，過大的地表沉降可能會(huì)引起一系列嚴(yán)重的問題。例如：可能是地下管線破裂或者是引起建筑物的開裂甚至是倒塌。這些問題會(huì)直接影響人們的財(cái)產(chǎn)及生命安全。從某種意義上來說，能否有效地控制地表沉降是盾構(gòu)施工的成敗的關(guān)鍵之一。因此，為了保證地表建筑、地下設(shè)施的安全，就非常有必要研究盾構(gòu)施工引起地表沉降的規(guī)律從而提出可靠有效的防止盾構(gòu)施工引起地表沉降的對策。鄭州作為全國的交通樞紐，必不可少的也要修建地鐵

3、以緩解交通壓力。盾構(gòu)隧道施工通過城市如何控制地表沉降等問題必須得到解決。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀對于盾構(gòu)施工引起地表沉降問題的研究，最早是從研究分析礦山巷道上方地表沉降開始的。之后國內(nèi)外進(jìn)行了多方面的研究，對地表沉降的規(guī)律特征、誘發(fā)原因、影響的因素等有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。現(xiàn)如今，對盾構(gòu)法施工引起的地表沉降的影響分析以及預(yù)測的主要方法有：經(jīng)驗(yàn)公式法、解析法、理論分析法、模型試驗(yàn)研究、數(shù)值分析等。1、經(jīng)驗(yàn)公式法經(jīng)驗(yàn)公式法是以統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)，在掌握沉降相似規(guī)律的同時(shí)，將理論分析和經(jīng)驗(yàn)推斷進(jìn)行了公式化，進(jìn)一步把工程的經(jīng)驗(yàn)量化為適用于實(shí)際工程的方法，其本質(zhì)是對地表沉降的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)邏輯歸納。經(jīng)驗(yàn)公式法應(yīng)用最為廣泛

4、的是Peek公式法。2、解析法將相關(guān)學(xué)科的研究成果成功引用到隧道的軟土變形中，將地基土視為彈塑性、彈體、粘彈塑性體。多數(shù)是以線彈性土體為研究模型，其主要有Sagaseta法、Verruijt法、LoganathanPoulos法。3、理論分析法波蘭學(xué)者Liwinizyn在研究的基礎(chǔ)上提出了隨機(jī)介質(zhì)理論。隨機(jī)介質(zhì)理論提出以來，經(jīng)過進(jìn)一步的發(fā)展，其已經(jīng)逐步完善。隨機(jī)介質(zhì)理論為計(jì)算隧道開挖引起地表沉降提供了另一途徑。4、模型試驗(yàn)研究法模型試驗(yàn)是科學(xué)研究的一重要手段。為了更進(jìn)一步研究盾構(gòu)隧道施工引起地表沉降特征沉降影響因素等是，非常有必要應(yīng)用模型試驗(yàn)研究法對現(xiàn)場實(shí)測、理論分析進(jìn)行驗(yàn)證以及模擬研究。5、

5、數(shù)值分析法在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)，開始采用軟件對隧道開挖進(jìn)行模擬。盾構(gòu)施工引起地表沉降的影響因素很多，同其他方法相比，數(shù)值分析法考慮的因素更加全面、更加細(xì)節(jié)化。因此用此方法解析復(fù)雜條件盾構(gòu)隧道對地表沉降的影響，得到的結(jié)果更為準(zhǔn)確、可靠?？梢赃m用于考慮開挖空間效應(yīng)以及流變與固結(jié)等時(shí)間效應(yīng)等許多特殊情況，因此其得到了廣泛的應(yīng)用。三、研究內(nèi)容1、地表沉降的規(guī)律：盾構(gòu)法施工，一般的在其上方都會(huì)有地表的變形，這種變形在松軟的含水地層或其他不穩(wěn)地的地層中非常顯著。盾構(gòu)法施工時(shí)，沿著隧道的縱向軸線的地表變形，一般的會(huì)在盾構(gòu)盾構(gòu)的前方大約與盾構(gòu)深度等距離內(nèi)由地表開始產(chǎn)生隆起，在盾構(gòu)過后地表會(huì)漸漸沉降，其沉

6、降量隨著時(shí)間從增加到最終趨于穩(wěn)定。盾構(gòu)法施工引起地表沉降分為：盾構(gòu)機(jī)到達(dá)之前的最初沉降；盾構(gòu)機(jī)到達(dá)時(shí)的開挖面前的沉降；盾構(gòu)機(jī)通過時(shí)的沉降；管片脫出盾尾時(shí)的沉降；后期固結(jié)沉降五個(gè)階段。盾構(gòu)法施工引起地表沉降的空間效應(yīng)是指盾構(gòu)隧道引起地表變形空間上的分布狀態(tài)。體現(xiàn)了地表變形的影響范圍影響深度等三維空間上的變形情況。2、地表沉降的原因:采用盾構(gòu)施工，引起地表沉降的原因是多方面的，主要有以下幾個(gè)方面：1)、盾構(gòu)掘進(jìn)引起的地層損失造成的沉降；2)、地層原始應(yīng)力狀態(tài)的改變、受擾動(dòng)土體的固結(jié)及土體的蠕變效應(yīng)；3)、盾構(gòu)襯砌結(jié)構(gòu)的變形；4)、盾構(gòu)施工中引起地下水大量流失，從而導(dǎo)致地下水位降低，地層隨之固結(jié)沉降

7、；5)、盾構(gòu)施工過程中會(huì)存在地質(zhì)資料、建筑物基礎(chǔ)收集資料與事實(shí)不符而造成施工措施選擇不當(dāng)引起建筑物開裂。3、地表沉降影響因素：31 盾尾注漿壓力的影響 盾構(gòu)機(jī)尾部注漿壓力對地表沉降有著較大的影響。最大地面沉降隨注漿壓力的增加而減小。壓力過小使得漿液不能將盾尾空隙充填完全 ，過大會(huì)造成漿液的流動(dòng)性較差，主要是因?yàn)楫?dāng)盾尾脫空時(shí)，土體釋放的大部分荷載被注漿壓力抵消，注漿壓力越大，漿體越能阻礙襯砌上方土體的徑向位移，同時(shí)盾尾空隙也越能被充填完全，受到的作用也越大。 32 覆土厚度的影響 覆土厚度也是影響地表沉降的一大因素，在盾構(gòu)機(jī)直徑不變，而覆土厚度不同的情況下，最大地面沉降隨覆土厚度的增加而減小。因

8、為當(dāng)覆土厚度在地層損失相同的情況下越大的話，則沉降槽的范圍也會(huì)相應(yīng)的增大，從而使得最大地面沉降值減小。因此在地層條件允許的情況下，加大隧道設(shè)計(jì)埋深也是減小地表沉降的一有效措施。33 管片寬度對地表沉降的影響 當(dāng)發(fā)生在管片寬度越大時(shí)地表沉降越小，且沉降量最小這是發(fā)生在管片寬度大的的情況下。特定長度內(nèi)的管片之間形成的縫隙數(shù)量在寬度大的盾構(gòu)管片時(shí)相對來說就少，此時(shí)縫隙的總寬度也就更小，致使抵抗外界變形的能力就更強(qiáng)，整體的剛度也就更大。 34土體彈性模量對地表沉降的影響當(dāng)提高土體彈性模量時(shí)，提高了土體抵抗變形的能力，即增大了土體的剛度，結(jié)果導(dǎo)致最大地面沉降量相應(yīng)的減小，因此，要保證土體不發(fā)生過大變形，

9、在選擇盾構(gòu)掘進(jìn)路線時(shí)，應(yīng)該盡量避開軟土層的地帶而優(yōu)先考慮土質(zhì)情況較好的區(qū)域。35 盾構(gòu)直徑對地表沉降的影響 在盾構(gòu)施工過程中，盾構(gòu)直徑越大也就意味著盾尾建筑空隙越大，增大了地層損失，導(dǎo)致被挖去的土體也就越多則地表沉降增大；刀盤開挖半徑與盾構(gòu)直徑成正比關(guān)系，盾構(gòu)直徑越大則刀盤開挖半徑也就越大，刀盤半徑大在切削土體時(shí)增大了開挖面前方受擾動(dòng)土體的范圍。因此在條件允許的情況下，應(yīng)盡量選用相對較小直徑的盾構(gòu)機(jī)以達(dá)到減少土體變位。36盾構(gòu)隧道的施工速度對地表沉降的影響盾構(gòu)掘進(jìn)的平均速度越快，施工越順利，其相應(yīng)的地表沉降量就越小；防止掘進(jìn)速度越慢，施工不連續(xù)，則其將由于盾構(gòu)后退導(dǎo)致土體松動(dòng)而造成地表沉降。因

10、此盾構(gòu)掘進(jìn)是應(yīng)該盡量不停頓。4、地表沉降的檢測與監(jiān)控在盾構(gòu)施工期間，必須進(jìn)行施工監(jiān)控量測以保證地表建筑和地下設(shè)施的安全。在本文中將會(huì)結(jié)合鄭州地鐵一號(hào)線一盾構(gòu)隧道工程進(jìn)行沉降分析。5、主要控制地表沉降的對策盾構(gòu)隧道控制地表沉降主要可以分為盾構(gòu)隧道的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段和隧道施工管理階段。要最大的控制盾構(gòu)施工引起的地表沉降。在盾構(gòu)隧道的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該仔細(xì)研究地質(zhì)條件，盾構(gòu)埋置深度，隧道線路、以及設(shè)備的選用等。因?yàn)檫@些因素不僅僅會(huì)影響到盾構(gòu)施工時(shí)的地表沉降，更是關(guān)系到盾構(gòu)隧道的質(zhì)量、安全等問題。在盾構(gòu)施工中主要可以通過控制開挖地層的擾動(dòng)幅度、控制盾尾注漿的質(zhì)量以及在采用土壓平衡盾構(gòu)進(jìn)行隧道施工時(shí)控制艙內(nèi)

11、壓力保持開挖面的穩(wěn)定以控制地表沉降等等。在施工過程中應(yīng)該嚴(yán)格按照盾構(gòu)施工標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行施工管理，以確保盾構(gòu)隧道的質(zhì)量與安全。采取的主要技術(shù)路線或方法1、根據(jù)大量國內(nèi)外的工程實(shí)例總結(jié)出來的理論研究2、以鄭州地鐵一號(hào)線的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)例分析時(shí)間安排1 13周，完成英文翻譯；分析研究問題，寫開題報(bào)告；2 47周，閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，收集資料，擬定大綱；3 811周，編寫內(nèi)容，完成初稿；4 1213周，經(jīng)老師審核，修改初稿；5 14周，最終定稿，準(zhǔn)備答辯。指導(dǎo)教師意見簽 名：年 月 日備注參考文獻(xiàn)：1劉釗，佘才高，周振強(qiáng).地鐵工程設(shè)計(jì)與施工M.北京：人民交通出版社，2004.2鄭淑芬.盾構(gòu)隧道施工地表沉降規(guī)律D

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