成都地铁区间隧道盾构施工引发地表沉降的数值模拟研究

盾构法隧道施工作为目前一种重要的隧道施工方法,施工过程不可避免的会对周围环境产生影响,其中地层沉降的影响尤为明显,因此研究施工造成的地表沉降十分必要。本文论述了盾构法隧道施工对地层的扰动的影响,介绍了目前学者关于盾构法施工造成地表沉降的研究现状,利用有限差分软件FLAC对隧道开挖进行了数值模拟,对引起地表沉降的各种因素进行了比较分析,得出了地层纵向沉降和横向沉降以及水平位移的规律,从而提出控制沉降的措施。 本文利用FLAC有限差分软件的零模型和不断改变单元材料属性的功能及应力释放的方式实现模拟盾构开挖、盾尾注浆、衬砌管片支护过程,从而模拟盾构法隧道的施工过程。直接模拟三维施工是非常困难的,特别是盾尾空隙、隧道壁面土体的扰动和注浆层的处理。因此介绍了另外一种模拟盾构施工的方法,将一些与施工密切相关但又不易量化的变量如盾尾空隙的大小、注浆充填程度、隧道壁面土体受扰动的程度和范围等概括为均质、等厚的等代层。既能较客观地反映这些不易量化因素对地表位移的综合影响,又能避免研究过程中的顾此失彼,达到既能反映工程的实际情况,又能简化计算模型的目的。 本文详细的分析了隧道埋深、盾尾注浆、掘进压力以及双线隧道不同盾构开挖方案对地层纵向、横向和水平向沉降的影响,得到了沉降随着这些因素的变化规律,并初步提出了一些控制沉降的措施,以期对工程起到指导作用。