摘要
现如今我国各行各业均在迅速的发展之中，伴随着城市中人口不断增加、城市的规模也在不断地扩大，各种建筑建设都需要利用有限的城市空间。然而，地上的空间总是有限的。现有的这部分地上空间是远远无法满足城市蓬勃发展的需要的，而伴随着需求空间的加大，开发和利用地下空间就成了大势所趋。目前看来，越来越多的城市正在计划或者已经开始进行地下铁路的建设，且单一的线路建设是无法满足市民的出行需求的，因此，地铁线路的建设也在不断地增加。在开发利用地下空间的过程中，尤其是地下铁路的建设过程中，盾构法施工逐渐成为主流。但是，此方法可能会对现有结构和桩基产生重大影响。因此，如何减少地面沉降和邻近桩基的影响是工程中的紧迫问题。因此，在实践中研究地铁盾构结构对桥梁表面和桩基的影响非常重要。 本文主要使用MIDAS GTS NX有限元数值模拟软件，以沈阳地铁十号线工程中合作街站某盾构区间下穿城市高架桥为工程背景，以数值模拟所得数据及现场实际勘测所得数据结果结合分析的方式，深入探讨在不同的开挖工况下，以盾构法进行的隧道施工过程对城市构筑物产生的不同作用及影响。对此，主要进行了以下的研究工作： （1）总结了国内外专家学者对盾构施工过程中周围地表沉降及桥梁变形的研究现状。结合北大营街隧道开挖工程，简要介绍了工程概括、水文地质情况以及盾构机的施工过程。 （2）简要介绍如何在实际施工现场收集和分析地面沉降，桥梁沉降和位移监测数据。在此基础上，绘制了地面沉降和桥梁变形曲线，给出了盾构开挖和桥梁变形的一般规律。 （3）使用MIDAS GTS NX有限元数值模拟软件建立三维有限模型分析盾构隧道下穿邻近桩基施工的各阶段地表沉降及桥梁变形的情况。在此基础上，分析在各种基础环境不同的条件下产生的不同影响，如：土层的弹性模量和内摩擦角，盾构隧道上的土壤覆盖层的厚度以及衬砌段混凝土在地面沉降上的弹性模量的影响；隧道掘进压力，千斤顶力和注浆压力都会影响高架桥桩基础。从而得出可作为在施工过程中优化方案的依据。 （4）基于在不同的施工条件及参数改变所得到的模型模拟数据，结合在实际工程中所得到的实际测量数据进行分析，得到可对于原设计方案进行优化的论证。使用MIDAS GTS NX有限元数值模拟软件重新建立基于优化后方案的相关参数建立模型，得到优化后地表沉降及桥梁变形等问题的相关数据，对比分析前后所得的数据，证实优化后的方案对于地表沉降和桥梁变形的问题有一定的改善。对优化前后的方案参数分析对比，优化后的方案可在一定程度上加快施工速度，降低工程成本，对盾构施工的优化有一定的作用。
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