随着我国城市化进程的飞速发展,城市地面交通压力日趋严重,地铁建设是有效缓解地面交通压力的重要手段,但城市区域内错综复杂的地上和地下结构物为地铁直线线路设计造成诸多不便,而小半径曲线隧道的应用为解决该问题提供了方向。小半径曲线盾构施工区别于直线盾构,受曲线段转弯纠偏、刀盘超挖、盾构机姿态调整、千斤顶不平衡推力等因素的影响,曲线内外侧土体差异扰动,隧道周边土体变形规律有较大差别,因此,研究小半径曲线盾构施工对周边土体位移的影响规律具有重要意义。本文在总结前人研究的基础上,结合实际工程,综合采用现场实测、理论分析和数值模拟的手段,研究了郑州黏性土地层中小半径曲线盾构施工对周边土体位移的影响规律,主要研究内容和结论如下:(1)采用现场实测对小半径曲线盾构施工引起的周边土体位移变化规律进行分析。小半径曲线盾构施工会造成横向地表沉降最大值位置向曲线内侧偏移,地表沉降槽具有非对称性;由于盾构机转向对外侧土体具有挤压作用,曲线外侧距离隧道较近的土层沉降较小,甚至引起隆起;与直线盾构隧道不同,曲线隧道左右两侧土体水平位移变形曲线呈非对称性,曲线外侧土体受盾壳的挤压作用,背离隧道移动,曲线内测土体因刀盘超挖,土体卸载,位移朝向隧道方向。(2)基于位移反算法,综合考虑衬砌刚度折减、隧道曲率半径、注浆层凝固过程、千斤顶不平衡推力等因素对小半径曲线盾构施工进行全过程模拟,并与实测数据对比,验证其可靠性。(3)基于单因素分析法,研究不同曲率半径、千斤顶不平衡推力和注浆压力对隧道周边土体位移的影响。在曲率半径250~500m范围,地表沉降最大值及其偏移量随曲率半径的减小而增大;在左、右侧千斤顶推力比1~2.5倍范围,地表沉降最大值及其偏移量与推力比的增大呈正相关;注浆压力的增大,对地表沉降的抑制效果明显,注浆压力从0.10Mpa增大至0.25Mpa,地表最大沉降量减小约30%。(4)将修正Peck公式的预测结果与数值模拟和现场监测数据对比,表明其在曲线盾构施工中的适用性较好,计算结果较为准确。(5)基于本文的工程经验和研究成果,提出了小半径曲线盾构施工的控制措施,以期为类似工程的设计和施工起到一定指导作用。