密级：公开
工学硕士学位论文
地铁施工与地下水渗流的
环境效应分析及应用
The Environment-effect Analysis and Application of Construction and Groundwater-seepage in Subway
培养单位：土 木工程学院 专研
究
业：道路与铁道工程 生：
指导教师： 教授
二○二年十月
封 面
封面中具体信息项的位置、字体、字号见“论文封面模板”
根据硕士类型不同采用不同颜色的封面，
全日制学术型硕士（含同等学力）学位论文的封面为 黄色， 全日制专业硕士学位论文的封面为 绿色， 在职工程硕士学位论文的封面为 蓝色。
独创性声明
本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
签 名： 日 期：
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作者签名： 日 期：
导师签名： 日 期：
摘 要
摘 要
以北京地铁王府井站西南风道为工程背景，针对松散含水地层工程地质及水文地质差、紧邻建筑物、地表环境要求严、施工条件恶劣、降水条件受到限制、大断面浅埋暗挖洞室稳定性差等不利因素，深入分析了地铁施工与地下水渗流的环境效应机理。
利用地下工程中最先进的3D-σ三维有限元软件，采用增量变弹性与增量叠代的混合法，模拟计算了软弱围岩地铁的施工作业流程，考虑围岩介质的复杂性态、施工作业方式(包括分步开挖步序、支护结构形式和施工时机)和开挖面推进过程中的空间效应。得出了各步序拱顶下沉、收敛、地表沉降与开挖步的关系曲线。
从达西定律出发，利用地下水动力学稳定流理论，针对实际工程，推导出了任意排列的承压—潜水井群降水计算过程，自行编制了Fortran程序，完成了处于潜水含水层和承压含水层群井降水的三维渗流分析及计算，形象地绘制了降水曲面。并利用3D-flow计算软件进行了降水曲线和流速的计算，与自行编制的程序进行了比较。最后计算了因水位变化引起的地面沉降最终值及随时间的变化曲线。
首次将坑道涌水研究用于地铁，并对地铁坑道涌水的危害程度作出了合理预测和分析。根据坑道所处的不同含水层、以及坑道所处地层中的位置不同，自行推导了处于潜水含水层和承压含水层的，完整型和不完整型坑道稳定涌水量和水位降深的计算公式。根据不同的坑道涌水量、不同的水文地质情况对坑道开挖后可能的涌水引起的地面变形做出预测和分析。最后结合实例进行了验证、预测和分析，为行业人士对地铁涌水的处理和认识提供了参考和借鉴。
关键词：环境效应；施工力学分析；地下水动力学；涌水；地面沉降
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