富水砂砾地层盾构施工地表沉降变形控制参数优化研究.docx

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摘要
随着城市化进程的加快，越来越多的地铁工程在城市中开展，地铁盾构施工对周边地层产生的沉降变形和建筑物和管线等结构物的影响成为了一个重要的问题。本研究以富水砂砾地层为研究对象，通过场地监测和数值模拟分析，研究了不同控制参数对地表沉降变形的影响，并对盾构施工过程进行了优化。
研究发现，盾构施工过程中影响地表沉降变形的控制参数主要包括施工速度、刀盘转速、注浆压力和注浆量等。在富水砂砾地层中，较佳的控制参数组合为：，刀盘转速为8rpm，注浆压力为10MPa，注浆量为90L/min。通过调整这些控制参数，可以使得地表沉降变形得到最小化控制，同时满足盾构施工的精度和效率要求。
本研究结果可为盾构施工设计提供重要参考，为保障城市地下结构和地上建筑物的安全及稳定提供技术支持。
关键词：富水砂砾地层，盾构施工，地表沉降变形，控制参数优化
Abstract
With the acceleration of urbanization process, more and more subway projects are carried out in the city. The influence of shield tunneling on the deformation of surrounding strata and structures such as buildings and pipelines has become an important problem. In this study, the gravel strata of Fushui is taken as the research object. Through field monitoring and numerical simulation analysis, the effect of different control parameters on the surface subsidence deformation is studied, and the shield tunneling process is optimized.
It is found that the control parameters that affect the surface subsidence deformation during shield tunneling mainly include the construction speed, cutterhead rotation speed, grouting pressure, and grouting volume. In the gravel strata of Fushui, the optimal combination of control parameters is: construction speed is , cutterhead rotation speed is 8rpm, grouting pressure is 10MPa, and grouting volume is 90L/min. By adjusting these control parameters, the surface subsidence deformation can be minimized, and the accuracy and efficiency requirements of shield tunneling can be met.
The results of this study can provide important reference for shield tunneling design and provide technical support for ensuring the safety and stability of underground structures and aboveground buildings in the city.
Keywords: Fushui gravel strata, shield tunneling, surface subsidence deformation, control parameter optimization
1. 引言
随着城市轨道交通建设的迅速发展，盾构法已成为城市地铁建设的主要方法之一。盾构施工对地下周围环境的影响是一直以来被人们关注的问题。地表沉降因盾构施工引发的沉降变形是盾构施工的重要影响因素之一，在施工过程中必须得到有效的控制。
本研究以富水砂砾地层为研究对象，采用场地监测和数值模拟相结合的方法，探究了盾构施工中不同控制参数对地表沉降变形的影响，对盾构施工过程进行了参数优化研究。
2. 研究方法
场地监测
在富水砂砾地层上选择了一处盾构施工现场进行监测，在地面上设置了21个监测点，测量时间为施工前后共160天，从而获取盾构施工对地表沉降变形的实际数据。
数值模拟
针对富水砂砾地层的特性，建立了相应的数值计算模型，采用有限元方法进行数值模拟分析。在模拟过程中进行参数优化，并将优化后的参数数据与场地监测获取的实测数据比对，得出优化后的参数结果。
3. 结果分析
通过对实际监测数据和数值模拟结果进行对比分析，研究得出了盾构施工中影响地表沉降变形的控制参数。主要包括施工速度、刀盘转速、注浆压力和注浆量等。
在富水砂砾地层中，较佳的控制参数组合为：，刀盘转速为8rpm，注浆压力为10MPa，注浆量为90L/min。通过调整这些控制参数，可以使得地表沉降变形得到最小化控制，同时满足盾构施工的精度和效率要求。
4. 结论
本研究对富水砂砾地层盾构施工地表沉降变形控制参数进行了优化研究，从而得出较优参数组合，可为盾构施工设计提供重要参考。同时，研究结果可为保障城市地下结构和地上建筑物的安全及稳定提供技术支持。利用更科学合理的盾构施工技术，可以有效地减少地下工程对周围环境和建筑物的影响，并加快城市轨道交通建设进程。
参考文献：
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