【摘 要】
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随着国民经济的飞速发展,为满足日益增长的交通需求,近年来城市地铁建设规模不断加大,对地铁盾构施工的研究也日益增多,但针对滨海软土地区浅埋盾构施工对地层的扰动机制研究尚不完善。本文以厦门地铁四号线浅埋盾构隧道施工工程为研究背景,采用现场实测和数值模拟相结合的研究方法,对整个盾构施工过程的进行精细化模拟,并对模拟结果进行了充分的阐述。论文的主要研究工作和成果如下:（1）采用现场监测的手段,在厦门地铁四
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随着国民经济的飞速发展,为满足日益增长的交通需求,近年来城市地铁建设规模不断加大,对地铁盾构施工的研究也日益增多,但针对滨海软土地区浅埋盾构施工对地层的扰动机制研究尚不完善。本文以厦门地铁四号线浅埋盾构隧道施工工程为研究背景,采用现场实测和数值模拟相结合的研究方法,对整个盾构施工过程的进行精细化模拟,并对模拟结果进行了充分的阐述。论文的主要研究工作和成果如下:（1）采用现场监测的手段,在厦门地铁四号线双洪区间浅埋段施工过程中对地表竖向位移、地层水平位移和地层分层沉降进行了科学监测,并对监测数据进行了详细分析,结果表明:盾构上方土体分层沉降沿埋深变化不大,呈现出整体下沉的趋势,地表竖向位移在盾构开挖面通过监测断面3D（D为盾构隧道直径,6.7m）内变化明显,随后逐渐稳定,水平位移则在2D后趋于稳定。（2）采用三维有限差分软件,建立了包含土仓压力、盾壳-土体摩擦力、刀盘-土体摩擦扭矩及注浆压力四个主要影响因素的三维数值仿真模型,考虑了注浆压力消散与浆液凝固过程,结合实际情况将同步注浆的模拟分成三阶段进行,合理的模拟了注浆过程,在此基础上对整个施工过程进行了精细化模拟,将数值模拟结果与监测数据进行了对比分析,结果表明数值模拟结果和现场实测规律相近,验证了模型的可靠性。（3）通过数值模拟分析了浅埋盾构施工对周围地层的扰动规律,盾构前进过程中,隧道两侧土体的水平土压力和隧道上方土体的竖向土压力在盾构前进过程中变化明显;隧道周围土体在盾构开挖过程中受扰动程度与埋深呈相反关系;埋深1.0D时,在5%压力扰动度下,土体扰动范围在隧道两侧约2.0D内。（4）采用单因素分析法,通过分析不同土仓压力、盾壳-土体摩擦力、刀盘-土体摩擦扭矩及注浆压力四个主要影响因素得出不同施工因素对周围地层的扰动规律。结果表明:土仓压力对开挖面前方土体的变形影响较大,土压力与土仓压力呈现出正相关变化;刀盘-土体摩擦扭矩的改变对地层影响不大;注浆压力对地表变形有较好的控制作用,隧道两侧水平位移随注浆压力的增大而增大,隧道上方和隧道两侧距离隧道分别为0.5D和1.5D范围内土体土压力受同步注浆影响较大;盾壳-土体摩擦力的增大,引起开挖面前方土体隆起量、地表最终沉降值与隧道两侧水平位移值均增大,纵向土压力与盾壳摩擦力呈现出正相关变化。
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