【摘 要】
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随着我国城市地铁盾构隧道的大量兴建,盾构施工不可避免的要下穿既有建筑,对既有建筑结构产生不可忽略的影响,特别是整体性较差的砌体结构。隧道盾构施工控制与上部砌体安全息息相关,是结构安全与否的重要保证。本文以郑州市轨道交通5号线花园路站～经三路站区间隧道盾构下穿上部砌体结构为研究背景,基于理论分析、数值模拟、现场试验,研究盾构施工关键参数在隧道下穿上部砌体结构时对其安全相关性的影响。本文主要进行以下几
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随着我国城市地铁盾构隧道的大量兴建,盾构施工不可避免的要下穿既有建筑,对既有建筑结构产生不可忽略的影响,特别是整体性较差的砌体结构。隧道盾构施工控制与上部砌体安全息息相关,是结构安全与否的重要保证。本文以郑州市轨道交通5号线花园路站～经三路站区间隧道盾构下穿上部砌体结构为研究背景,基于理论分析、数值模拟、现场试验,研究盾构施工关键参数在隧道下穿上部砌体结构时对其安全相关性的影响。本文主要进行以下几部分的研究工作:（1）开展了盾构下穿既有砌体建筑现场试验研究,对盾构施工过程中砌体建筑的沉降以及盾构掘进主要控制参数进行了深入的总结分析。（2）开展了盾构下穿既有砌体建筑数值模拟分析,分析过程中土体采用考虑土体的小应变刚度的硬化模型,同时采用节理砌体模型来考虑砌体墙齿缝截面处水平灰缝砂浆的粘聚力及相邻砖单元受力相互摩擦的影响。通过与实测值的对比分析,证明了使用上述模型能够较好地模拟出盾构下穿砌体建筑时砌体结构的沉降变形及开裂的位置和区域。（3）通过数值模拟分析研究了隧道纵向下穿上部砌体结构施工过程对砌体建筑安全性的影响程度。发现在本案例中隧道盾构施工对开挖面前方超过2D距离的已穿建筑物拉伸应变影响并不大;隧道盾构纵穿至建筑物长度方向的3/4处时,建筑物的拉伸应变值达到最大,随着隧道盾构施工的继续,建筑物的最大拉伸应变值不发生改变;隧道盾构施工过程中,建筑物拉伸应变处于一个不断变化的过程。（4）研究了主要盾构施工参数在盾构下穿上部砌体结构时对建筑安全性的影响程度。通过对比分析发现,随着地层损失率的提高,砌体结构拉伸应变超过阈值0.05%的可能性增大,安全相关性受到的威胁也随之在增大。平均地层损失率每增加0.2%,砌体结构拉伸应变超过阈值0.05%的可能性增大4.4%,砌体结构一楼区域拉伸应变超过阈值0.05%的可能性增大8.7%;随着开挖面压力的增大,砌体结构受到的拉伸应变也在增大但增大的趋势在减小;注浆压力上下浮动时,注浆压力的增加有利于控制砌体建筑的上浮。本文的研究成果,对城市地区地铁盾构导致的砌体建筑安全及盾构施工过程控制有重要的指导意义。
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