浅埋盾构隧道施工中渗漏水灾害的防治与处理是地铁建设中的难题,渗漏水灾害一旦发生,会对地铁结构受力、结构变形和地层位移变形产生显著影响,严重威胁了地铁隧道的结构稳定和列车的运营安全。因各地区具有不同的地层和工程特性,施工时并不能完全借鉴其他地区的设计施工经验。针对浅埋盾构隧道工程中亟待解决的渗漏水难题,本文以合肥地铁四号线丰乐河路站~玉兰大道站区间隧道为依托,通过文献调研、数值仿真分析、现场监测等研究方法,分析了盾构隧道在浅埋施工条件下的力学效应,探讨软土地层下区间盾构参数对盾构隧道施工的影响,研究了不同地层局部浸水对盾构结构受力和变形特性、地层变形特性的影响,最后对地铁盾构隧道中的管片上浮、管片错台和防水技术措施进行了现场测试和优化。本文的主要结论如下:(1)双线盾构隧道后开挖隧道变形值大于先开挖隧道变形值,主要表现在竖向位移中拱顶沉降和仰拱变形值。开挖完成后,左线管片沉降最大值产生在拱部,且最终沉降位移要小于右线。左、右线盾构横向位移相差不大,且近中间侧的水平收敛较大,分布于左线的右拱肩和右线的左拱肩。(2)管片受拉较大处为拱部衬砌内表面和仰拱衬砌内表面,因为受到拱顶土体沉降和仰拱土体向上隆起的影响,衬砌产生变形。将拱部衬砌近似看成梁结构,在受到上覆荷载的情况下,衬砌下表面向左右两边张拉使得衬砌拉应力增大。管片左右两侧拱腰位置受上半断面沉降的影响,上覆土体荷载整体施加在拱腰位置,使得拱腰部位压应力最大。受上覆土层压力和拱腰两侧土体压力的影响,衬砌拱腰位置有向下和向内侧变形的趋势,使得拱腰位置的剪应力最大。盾构隧道塑性区多集中于拱腰和边墙处,大多为受剪破坏,拱顶和仰拱并无塑性区分布。(3)前100环施工现场监测最大地表沉降为-8.83 mm,水平累计收敛变化量-1.9mm;拱顶最大累计沉降量为-9.88 mm。对比结果表明,总体上实测值略大于计算值,其中管片位移与计算值相差不大,地表沉降值实测值比计算值大约36%。(4)地层拱部浸水对衬砌结构受力不利影响主要表现在管片剪应力的增大;衬砌结构变形主要表现在拱部上覆围岩浸水后,隧道拱顶沉降的显著增大。双线盾构单侧浸水时地表沉降槽均为“V”型分布,均布浸水时地表沉降槽均为“W”型分布。不同浸水条件围岩塑性区有较大的发展,围岩浸水位置易产生剪切破坏的塑性区发展。拱部浸水对隧道底部围岩位移影响不大,围岩浸水条件下会加剧土体向隧道开挖位置运动,表现为管片拱顶变形及地表沉降的增大。(5)基于现场调研,对盾构管片渗漏水、盾尾错台和管片破损等施工灾害的产生原因进行了分析,并针对这些灾害产生的机理和原因,提出了管片上浮、管片错台和衬砌防水技术措施,用以保证盾构隧道的安全施工和安全运营。图[72]表[16]参[95]