题目：盾构隧道开挖掌子面稳定性分析及上覆地层的影响
文献综述
一、研究背景
随着在隧道施工中，盾构技术的日益进步和完善，使得盾构技术在施工时的对环境影响小，施工速度快，施工精准度高等优点显著。所以越来越多的隧道工程使用盾构开挖。但在盾构施工中，掌子面稳定性对工程的安全性有很大的影响，并且在城市环境下，相对于其他施工方法，盾构法以其众多优势迅速成为地铁隧道建设的主要方法，但仍然无法避免底层损失造成的上覆地层的形变，松软等。由于围岩自身可靠性较低、自稳时长短，掌子面更容易引发失稳现象，并引发掌子面局部或大范围坍塌[1]，如原京珠高速洋碰隧道、国道317线的鹧鸪山隧道、雅泸高速的泥巴山隧道、宝中铁路堡子梁隧道、泸宜高速的观斗山隧道等在掘进中均遭遇过不同形式的掌子面失稳[2][3][4][5][6]，给隧道施工造成了很大困难，不仅导致施工进度减缓，工程投资也大大追加，而且，直接威胁到现场施工人员的人身安全。近年来，隧道掌子面稳定的问题开始获得了注意和重视，一些学者也尝试对掌子面的失稳形式、失稳机理、动态失稳预测模型等进行研究[7][8][9]，但总体上，该方向的研究力度相对来说还是不够，仍有大量问题急需解决。同时合理地确定上覆地层松动土压力是盾构推进载荷控制和预防上覆地层失稳的关键。
二、盾构法的起源发展及发展前景
1、盾构法的发展
1823～1843年，法国人Mare Brunel在伦敦泰晤士河下修建了世界上第一条由盾构法施工的隧道，全长458m，断面为11.3mtimes;6.7m。1887年，英国人Greathed在南伦敦铁路隧道工程中组合使用盾构和气压施工法进行施工，全长403m，直径2.2m，由此奠定了现代盾构法施工的基础。1931年前苏联用英制盾构建造了莫斯科地铁隧道，施工中使用了化学注浆和冻结工法[10]。随着盾构设备制造与盾构工法的发展、进步和不断完善，1960年英国伦敦开始使用滚筒式掘进机，同年美国纽约最先使用油压千斤顶盾构机。1965年，我国上海用两台5.8m的网格盾构开挖了两条平行的长660m的隧道，1966年上海又用盾构法建造了中国第一条水底公路隧道—打浦路隧道，外径10m，长1320m；1967年日本埼玉排水管道隧道最先采用泥水式盾构，1974年日本东京排水管道水元干线首先研发使用土压平衡盾构，1978年盾构掘进的现浇衬砌工法在德国汉堡取得专利，1988年双圆形盾构用于日本东京JR京叶线施工；1987年，上海市南站成功使用了国内第一台直径4.35m的加泥式土压平衡盾构,掘进长度583m；1993年密封式椭圆形盾构应用于日本东京排水管道新大森干线，同年纵横连续掘进的球形盾构在川崎排水管道观音河雨水贮留池工程首先使用，同年密封式矩形盾构在千叶排水管道菊田川干线施工中使用，1995年三联多圆形盾构在大阪地下车站部首先使用。2001年，荷兰鹿特丹—阿姆斯特丹高速铁路支线隧道,曾是世界直径最大的14.87m隧道开始掘进,全长7156m；2003年6月，中国当时最大的盾构法隧道翔殷路隧道开工建设，总2473m，直径11.58m；2003年9月，中国首条双圆隧道始发段在轨道交通8号线的隧道掘进施工获得成功。
2、盾构法的发展前景
随着现代经济水平的急速发展，长距离的隧道施工工程越来越多，并且在地铁施工以及排污隧道施工过程中也经常存在长距离施工问题。这些问题，可以通过提高盾构机的耐磨性能来解决，提高盾构机易磨损部件的更换技术也是解决问题的一个方法。除此之外，地下接合技术也是解决长距离施工问题的一个有效方法，但是这项技术需要解决地下接合施工对盾构机的要求以及对于施工管理的精度要求。
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