论文部分内容阅读
伴随我国城市发展，地铁建设越来越多，南京已规划了17条地铁线路，正在建设中的主要有地铁3号、4号、10号线，轻轨线路主要有宁天、宁和、宁高等城际线，其中绝大部分采用盾构法施工技术。工程实践表明，盾构法隧道施工会引发不同程度的地层位移和变形（通常表现为地面沉降），当这种变形超过一定限度就会危及施工周围建筑物和地下管线安全，故分析研究盾构法施工引起的地面沉降具有重要意义。 结合南京某地铁工程项目，介绍了盾构法施工地面沉降的测点布设、监测方法、数据处理与异常数据分析等;利用实测数据分析了横断面和纵断面地面沉降规律;选取几种预测模型(包括回归分析模型、peck公式模型、GM(1，1)模型和函数模型）预测研究了横断面和纵断面的地面沉降量，对比分析了各种模型精度，并改进了peck公式，提出了S-Q模型。论文主要结论如下: (1)盾构施工引起的地面沉降量与隧道覆土厚度近似成线性关系，即随着隧道覆土厚度增加，地面沉降量逐渐减小;地面沉降量与隧道施工参数的关系研究表明土舱压力、注浆压力及注浆量是造成地面沉降的主要因素，盾构掘进速度对地面沉降的影响相对较小，而盾构总推力的影响更小。 (2)对横断面沉降量的拟合预测，peck公式模型较二次多项式模型精度更高;改进后的peck公式为:S=0.96Smax×e x2/2(1.021)2，新公式对横断面沉降量的预测精度效果良好，为本工程其他断面沉降量的预测提供一定参考价值。 (3)纵断面沉降五个阶段分析表明，盾构掘进时沉降量主要发生在第3、4、5阶段，沉降量约占总沉降量的78％，而第3阶段为整个掘进过程中沉降发生最大时期;对纵断面监测点沉降量进行归纳分析，得出四种沉降类型，即一般沉降类、超限沉降类、前期隆起类和总体稳定类。 (4)对纵断面沉降量的预测研究，分别建立9种预测模型，结果表明，玻尔兹曼函数模型和Logistic时间函数模型用于盾构纵断面沉降预测精度最高;GM(1，1)模型次之;正弦函数模型、二次多项式回归模型、修正双曲线函数模型的拟合精度比较稳定且相对较高;三次多项式回归模型前后起伏较大，对盾构掘进前期预测精度较高，但后期精度显著降低，故不适用于纵断面沉降的预测;对数函数模型、指数函数模型精度较低，也不适用于纵断面沉降预测。 (5)将正弦函数模型与二次多项式回归模型组合，建立S-Q模型，结果表明，新模型拟合残差均方差小于另外两种模型，精度有所提高;将GM(1，1)模型与线性回归模型组合，建立G-L模型，结果显示，新模型预测值残差较GM(1，1)模型更小，且残差曲线波动较小，预测精度等级为1级，预测精度更高。