天津地鐵盾構(gòu)隧道下穿停機(jī)坪施工地表沉降控制

隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷進(jìn)步,地鐵已經(jīng)逐漸成為發(fā)達(dá)城市的重要交通要到,在一定程度上緩解了交通壓力.在城市地鐵建設(shè)中,最常用的方法是盾構(gòu)法施工.盾構(gòu)法施工的優(yōu)點(diǎn)的能夠不間斷的進(jìn)行掘進(jìn),而且掘進(jìn)進(jìn)度比較穩(wěn)定,能夠在軟弱土層進(jìn)行施工.但是由于盾構(gòu)法施工過程中,刀盤與盾體、盾體與管片存在間隙,在同步注漿無法及時(shí)跟上的情況下,容易造成地表沉降.因此,在地鐵建設(shè)中必須要加強(qiáng)對沉降的觀測,并加以控制.在為城市地鐵隧道進(jìn)行盾構(gòu)施工時(shí),由于施工環(huán)境能很大程度上避免施工影響,因此要嚴(yán)格控制地表沉降,保證施工質(zhì)量.

地鐵盾構(gòu)施工技術(shù)具備了智能、快捷、安全與地層適用性較廣等諸多特征。在我國城市地鐵工程項(xiàng)目的建設(shè)過程中,地鐵盾構(gòu)施工法得到了較為廣泛的應(yīng)用。然而這種施工方法會受到項(xiàng)目工程的地質(zhì)條件的影響,在掘井的過程中,也會受到人為控制的影響,可能會造成地表的沉降。筆者從分析隧道施工地表沉降的具體發(fā)展情況入手,提出了控制施工地表沉降的科學(xué)措施,最后以某工程為例進(jìn)行分析研究。

淺談地鐵盾構(gòu)施工地表沉降及其控制——分析了盾構(gòu)施工中出現(xiàn)的地表沉降的機(jī)理和特點(diǎn)，并概括了地表沉降一些主要的影響因素及控制地表沉降的一些常用的方法。

地下鐵路是現(xiàn)代城市交通體系重要的組成部分，在城市建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高人民生活水平方面發(fā)揮了重要作用。由于地鐵主要設(shè)施位于地面以下，使得地下施工成為地鐵建設(shè)工程的主體。在地鐵地下施工過程中，地面沉降、塌陷和開裂等問題時(shí)有發(fā)生，不僅造成城市環(huán)境破壞，也給地鐵工程自身帶來巨大安全隱患。本文主要分析了地鐵盾構(gòu)施工地表沉降及其控制措施。

分析了盾構(gòu)施工中出現(xiàn)的地表沉降的機(jī)理和特點(diǎn),并概括了地表沉降一些主要的影響因素及控制地表沉降的一些常用的方法。

地下鐵路是現(xiàn)代城市交通體系重要的組成部分，在城市建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高人民生活水平方面發(fā)揮了重要作用。由于地鐵主要設(shè)施位于地面以下，使得地下施工成為地鐵建設(shè)工程的主體。在地鐵地下施工過程中，地面沉降、塌陷和開裂等問題時(shí)有發(fā)生，不僅造成城市環(huán)境破壞，也給地鐵工程自身帶來巨大安全隱患。在地鐵工程中，盾構(gòu)結(jié)構(gòu)施工往往會引發(fā)地表沉降現(xiàn)象，針對地鐵盾構(gòu)施工地表沉降問題進(jìn)行深入研究，制定安全防范措施，對應(yīng)數(shù)量和規(guī)模不斷呈現(xiàn)上升趨勢的地鐵工程來說無疑是十分重要的。

基于某地鐵盾構(gòu)隧道施工地表沉降的分析研究——盾構(gòu)法施工技術(shù)以其特有的智能、安全、快捷、地層適用性廣等特點(diǎn)與優(yōu)勢，在我國城市地鐵建設(shè)中越來越多的得到推廣和應(yīng)用，但此法受工程地質(zhì)條件、掘進(jìn)過程人為控制等因素的影響，可能引起地表沉降。本文從盾構(gòu)掘進(jìn)...

盾構(gòu)法施工技術(shù)以其特有的智能、安全、快捷、地層適用性廣等特點(diǎn)與優(yōu)勢,在我國城市地鐵建設(shè)中越來越多的得到推廣和應(yīng)用,但此法受工程地質(zhì)條件、掘進(jìn)過程人為控制等因素的影響,可能引起地表沉降。本文從盾構(gòu)掘進(jìn)對土體擾動而導(dǎo)致其平衡狀態(tài)變化的角度討論了地表沉降的機(jī)理,對盾構(gòu)施工地表沉降的發(fā)展過程進(jìn)行了詳細(xì)的分析,最后利用軌道交通工程某號線盾構(gòu)工程實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)分析了地表沉降的一般規(guī)律,并提出防止地表沉降的控制措施,以期為類似工程施工提供有益的參考和幫助。

某地區(qū)地鐵盾構(gòu)施工地表沉降規(guī)律分析——通過對武漢地區(qū)某一地鐵線盾構(gòu)掘進(jìn)施工過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，根據(jù)peck理論，得到漢121地區(qū)盾構(gòu)施工引起縱橫斷面地表沉降的特點(diǎn)：縱向上，盾構(gòu)機(jī)切口前30m以內(nèi)和后50m以內(nèi)為影響區(qū)域，其中又以切口后50m為顯著影響區(qū)，盾構(gòu)...

通過對武漢地區(qū)某一地鐵線盾構(gòu)掘進(jìn)施工過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),根據(jù)peck理論,得到漢口地區(qū)盾構(gòu)施工引起縱橫斷面地表沉降的特點(diǎn):縱向上,盾構(gòu)機(jī)切口前30m以內(nèi)和后50m以內(nèi)為影響區(qū)域,其中又以切口后50m為顯著影響區(qū),盾構(gòu)對某斷面上影響范圍在沿盾構(gòu)中心軸線10~18m;盾構(gòu)掘進(jìn)引起的地表沉降數(shù)據(jù)累計(jì)變化控制指標(biāo)宜為-40mm,盾構(gòu)機(jī)切口通過監(jiān)測斷面6~20m范圍內(nèi)單次平均變化速率控制值宜為-15mm/d。

以昆明軌道交通某區(qū)間盾構(gòu)隧道施工過程中地表沉降的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),運(yùn)用flac3d有限差分軟件建立模型,對盾構(gòu)施工開挖過程進(jìn)行模擬,計(jì)算隧道開挖引起的地表沉降量。討論了不同圍巖應(yīng)力釋放條件下地表變形規(guī)律,以及隧道圍巖在相同應(yīng)力釋放條件下在掌子面施加支護(hù)力前、后地表變形間的聯(lián)系,同時(shí)將模擬計(jì)算得到的變形數(shù)據(jù)與工程實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。

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城市地鐵盾構(gòu)隧道近接施工會引起復(fù)雜的地層效應(yīng),盾構(gòu)隧道近接施工時(shí),中間土體的變化規(guī)律是地層效應(yīng)的研究重點(diǎn),對于地面沉降的控制具有重要意義。結(jié)合廣州城市軌道交通5號線動物園站~楊箕站盾構(gòu)隧道工程,本文基于有限元分析,對城市地鐵盾構(gòu)隧道近接施工常見的水平平行、斜45°平行和上下重疊三種形態(tài)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,分析了不同形態(tài)下的土層位移與地表沉降。經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn),所得結(jié)果對于工程的順利開展具有指導(dǎo)意義,也可為同類工程所借鑒。

地鐵盾構(gòu)隧道是城市建設(shè)工作的重點(diǎn),以現(xiàn)階段城市化建設(shè)工作情況為基礎(chǔ),結(jié)合近年來地鐵盾構(gòu)隧道施工特點(diǎn),明確地表沉降的發(fā)展過程,分析城市地鐵盾構(gòu)隧道地表沉降的特點(diǎn)和實(shí)施方案,以此為城市構(gòu)建地鐵提供有效依據(jù)。

隧道施工引起的地層損失所導(dǎo)致的地表沉降變形預(yù)測和控制,是隧道工程領(lǐng)域重要的研究課題之一。以盾構(gòu)隧道開挖引起地表沉降變形為研究對象,采用有限元數(shù)值分析軟件模擬盾構(gòu)隧道施工過程,分析盾構(gòu)隧道引起的土體應(yīng)力場、位移場變化,對比分析不同的地層損失、不同的土體本構(gòu)模型、土體排水和不排水條件下隧道施工引起的地表沉降變形規(guī)律,并進(jìn)行了不同影響因素的敏感性分析。結(jié)果表明,地表沉降槽近似正態(tài)分布曲線,地表沉降的主要影響因素依次為隧道埋深、內(nèi)摩擦角、壓縮模量、粘聚力和泊松比;提出了盾構(gòu)隧道施工引起的地表沉降計(jì)算模型,并采取有針對性的措施來減少地表沉降,減小對周圍環(huán)境的不良影響。

近距離交疊隧道施工作為一種近接施工問題，會弓l起復(fù)雜的地層效應(yīng)。兩隧道中間的土體變化規(guī)律是交疊隧道近接施工研究中最值得關(guān)注的問題，對于地面沉降量的總體控制具有重要意義。結(jié)合廣州地鐵5號線動物園站～楊箕站盾構(gòu)區(qū)間工程，運(yùn)用有限元分析軟件，對近距離交疊隧道近接施工常見的三種形態(tài)（水平、斜45。平行和重疊）進(jìn)行仿真運(yùn)算，分析不同形態(tài)下隧道施工弓l發(fā)的土層位移與地表沉降。經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，所得結(jié)果對于工程的順利開展具有指導(dǎo)意義，也可為同類工程所借鑒。

本文結(jié)合北京輸水隧洞下穿地鐵15號線，運(yùn)用三維模擬分析軟件ansys，建立盾構(gòu)施工過程的模型，對盾構(gòu)推進(jìn)及變形進(jìn)行仿真模擬，系統(tǒng)分析研究了盾構(gòu)施工過程中引起既有盾構(gòu)隧道的變形情況，得出盾構(gòu)穿越施工時(shí)已建隧道隨進(jìn)尺開挖的沉降規(guī)律及施工影響特點(diǎn)，并根據(jù)實(shí)測反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析，為合理確定施工方案和已建隧道施工技術(shù)保護(hù)措施的選擇提供可靠的依據(jù)。

總結(jié)并分析了城市地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)施工引起的地面沉降規(guī)律和沉降影響范圍，總結(jié)了盾構(gòu)地面沉降的主要影響因素，以及盾構(gòu)施工的地面沉降機(jī)理；指明地面沉降主要源于開挖面的應(yīng)力釋放和附加應(yīng)力等引起的地層變形，并對地鐵施工中的地面沉降安全判斷標(biāo)準(zhǔn)和控制原則進(jìn)行了探討，為城市地鐵工程建設(shè)提供的參考。

目前,中國城市地鐵建設(shè)欣欣向榮,城市地下鐵道往往不以單孔隧道形式出現(xiàn),大多數(shù)采用水平雙孔平行隧道,在盾構(gòu)施工推進(jìn)時(shí),施工方式不同,對周邊環(huán)境的影響也就不同。本文以某城市地鐵平行盾構(gòu)推進(jìn)為實(shí)際工程背景,分析比較了四種不同施工方案所引起的地表沉降量,尋求其變化規(guī)律,為今后地鐵設(shè)計(jì)及施工給予一定的指導(dǎo)。

以廣東某區(qū)間地鐵隧道下穿單層工業(yè)廠房為工程背景,在ansys平臺建立了地鐵盾構(gòu)施工的三維模型,再通過有限差分軟件flac3d對不同工況下不同開挖階段的橫、縱向地表沉降進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,研究了盾構(gòu)隧道開挖時(shí)的空間效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng)對地表沉降及周圍建筑物的影響規(guī)律。同時(shí)針對上軟下硬復(fù)合地層中的沉降控制技術(shù)進(jìn)行研究,可為類似工程的沉降控制提供有力參考。

盡管盾構(gòu)法施工隧道技術(shù)己發(fā)展得很成熟,但不可避免地要對土體產(chǎn)生擾動,引發(fā)不同程度的地層變形和位移。地鐵工程大都位于繁華鬧市,地下管線縱橫、周圍建筑物林立,隧道施工時(shí)不但要保證施工安全,還要保證管線及地表建筑物的正常使用。

結(jié)合黃土地區(qū)的特殊性對西安地鐵施工引起的地表沉降影響因素進(jìn)行了初步探討,根據(jù)有關(guān)勘測資料,采用三維數(shù)值模擬軟件flac3d對盾構(gòu)推進(jìn)過程進(jìn)行了模擬,以西安地鐵二號線工程為背景,對開挖引起的地表沉降規(guī)律進(jìn)行了研究.分析了隧道縱向沉降分布規(guī)律、黃土特性對盾構(gòu)法施工中地表沉降的影響、地表沉降與黃土層覆土厚度的關(guān)系以及黃土特性對盾構(gòu)法施工中土體變形的影響,從而得出了黃土地區(qū)地表沉降的一般規(guī)律.