地铁盾构法开挖地表沉降的估算及控制对策
地铁盾构施工中的地表沉降及其控制技术剖析

地铁盾构施工中的地表沉降及其控制技术剖析地铁盾构施工是一项技术要求较高的工程建设,其安全和稳定性关乎人民群众的生命财产安全。
而地表沉降是地铁盾构施工时常见的问题之一,它会对地面建筑物、道路、下水道等设施造成近期或长期的损害。
因此,本文将探讨地铁盾构施工中的地表沉降及其控制技术。
一、地表沉降成因地表沉降是因为地铁盾构施工过程中,隧道周围的地层被挖掘、破碎、变形、松散等原因造成的。
一般来讲,地层松弛程度越大,则地表沉降量越大。
同时,地表沉降还与施工时间、施工方法、土层性质、地下水变化等因素有关。
比如在土层坚硬情况下,挖掘时需采用大功率机械,使得地下土层塑性变形量增大,地表沉降量也会随之增大。
二、地表沉降控制技术为了减轻地表沉降对周边建筑物等的影响,地铁盾构施工中应采取相应的控制技术。
常见的地表沉降控制技术包括:土体减量法、注浆法、地锚法、封闭施工法等。
1.土体减量法土体减量法主要是通过减少已开挖的隧道断面面积,使得土体体积减少,从而达到控制地表沉降的目的。
其中一种方式为“8”字型断面的开挖方式,通过减小正方形与圆形隧道断面的横向面积,达到减少土体量的效果。
但这种方法容易导致施工时间延长,成本增加。
2.注浆法注浆法是通过在开挖前先进行注浆处理,改善土壤的物理性质,增加土壤的稠度、强度以及粘聚性等,减少土体位移的发生机率,从而达到减少地表沉降的效果。
该方法施工方便,对施工时间也没有太大的限制。
但需要注意的是,注浆材料应与未经处理的土壤具有相似的物理力学特性,否则会引起更严重的后果。
3.地锚法地锚法是指在隧道盾构施工过程中,在它的主体结构外侧,利用长锚杆将隧道外侧的土壤固定在一定的深度内,限制土体侧向位移,减少地表沉降的情况。
这种方法施工复杂,需要专业技能。
同时,如果锚点的数量设置不当,可能导致锚杆寿命短,施工效果不佳。
4.封闭施工法封闭施工法是指在土体充分固化前,设置封闭墙体将地铁隧道与周围土体隔离开,并通过加固土体边界来缓解和减小地表沉降。
地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对

地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对近年来,随着城市化进程的不断推进,地铁成为了很多大城市中不可或缺的交通工具。
而盾构技术则成为了地铁建设中的一项重要施工方式。
然而,在盾构施工过程中,地面往往会出现一些沉降现象,给周边居民的生活和财产安全造成一定的影响。
本文将对地铁盾构施工中地面沉降的原因进行分析,并提出应对措施。
一、地面沉降的原因1. 地源性因素地面沉降一部分是因为地质条件的影响。
在不同的地质环境下,沉降的表现形式有所不同。
比如,在岩溶地貌区,地面沉降多以整体下降的形式出现;在地层含水量大的区域,地面沉降容易出现表层松散层塌陷等现象。
2. 工程因素盾构施工中,不合理的施工方案和施工方式也是导致地面沉降的重要原因。
比如施工过程中没有对土体松动区域进行有效的润湿处理,施工速度过快,导致松动土层未能充分稳定等均会导致地面沉降。
二、应对措施1. 严格的前期勘探在盾构施工之前,需要进行严格的地质勘探和承载力评估。
通过分析地质特征、地下水位、地下能源管线等相关数据,制定合理的施工方案,降低地面沉降的风险。
2. 合理的施工方案应对地面沉降,合理的施工方案也是非常关键的。
比如,针对不同地质环境,采用不同的润湿材料和润湿方式,采用低速推进的方式,缩短推进长度和施工时间等都是减少地面沉降的有效措施。
3. 现场监控在盾构施工中,需要严格的现场监控。
通过测量地表沉降量、地下水位变化、盾构隧道周边压力等指标,并且及时进行调整,以减少地面沉降的风险。
4. 推进过程中的处理盾构施工中,在推进过程中颗粒物的产生是不能避免的,但可以通过吸附、过滤、消磁等方式减少其对沉降的影响。
同时将土体松动区域进行充分稳定,也能有效减少地面沉降。
本文对地铁盾构施工中地面沉降的原因进行了分析,并提出应对措施。
无论是通过前期勘探降低风险,还是调整施工方案、现场监控实时调整等,都可以有效降低地面沉降的风险,为城市地铁建设提供保障。
关于地铁盾构施工引起的地表沉降问题研究

关于地铁盾构施工引起的地表沉降问题研究【摘要】地铁盾构施工在城市建设中扮演着重要角色,但其施工过程中会引起地表沉降问题。
本文旨在研究地铁盾构施工引起的地表沉降问题,探讨相关机制、监测方法及补偿措施。
首先介绍地铁盾构施工原理和地表沉降问题形成机制,然后详细阐述地表沉降监测方法和补偿措施。
接着分析地铁盾构施工引起的地表沉降影响因素,总结研究成果并提出未来研究方向。
最后探讨地铁盾构施工引起的地表沉降问题的防治措施,为城市地铁建设提供参考。
本研究对城市地下工程施工过程中的地表沉降问题进行了深入探讨,为提升地下工程施工质量和保障城市建设安全起到积极作用。
【关键词】关键词:地铁盾构施工,地表沉降,问题研究,监测方法,补偿措施,影响因素,研究成果,未来研究,防治措施。
1. 引言1.1 研究背景现代城市交通发展迅速,地铁系统作为城市交通的重要组成部分,扮演着连接城市各个区域的重要角色。
盾构法是地铁建设中常用的一种施工方法,其优点在于施工过程对地表影响较小,具有高效、安全等特点。
随着城市地铁线路的不断延伸,地铁盾构施工引起的地表沉降问题越来越受到人们的关注。
地铁盾构施工导致地表沉降是由于施工过程中地下土层的变形和压实引起的。
随着盾构机的推进,地下土层会发生位移和沉降,从而导致地表沉降现象。
这种地表沉降不仅会对地表建筑物、道路、管线等基础设施造成影响,还可能引起地面塌陷、裂缝等安全隐患。
为了有效研究和解决地铁盾构施工引起的地表沉降问题,需要深入了解地铁盾构施工的原理、地表沉降问题的形成机制、监测方法、补偿措施,以及影响地表沉降的因素等内容。
通过对这些方面的研究,可以为地铁盾构施工提供科学的指导,减少地表沉降引起的负面影响,保障城市地铁系统的安全运行。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探究地铁盾构施工引起的地表沉降问题,分析其形成机制及影响因素,探讨有效的监测方法和补偿措施。
通过对地铁盾构施工引起的地表沉降问题进行系统研究,旨在总结其引起的影响,并提出相应的防治措施,为解决这一问题提供理论支持和技术指导。
地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对

地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对1. 引言1.1 引言地铁盾构施工是一种常见的地下工程施工方式,通过盾构机在地下开挖隧道,是城市地铁建设的重要工艺之一。
在地铁盾构施工过程中,地面沉降是一个不可避免的问题,会给周围环境和建筑物带来一定的影响。
对地面沉降原因进行分析并有效应对是非常重要的。
在本文中,我们将针对地铁盾构施工中地面沉降的原因进行深入探讨,并介绍地下水位变化、地下土层变动、盾构施工技术以及沉降监测与控制这几个方面的内容。
通过深入分析这些因素,可以帮助我们更好地理解地铁盾构施工中地面沉降的机理,从而采取有效措施来减少地面沉降对周围环境和建筑物的影响,保障施工过程的安全和顺利进行。
部分是整篇文章的开端,只有充分了解地铁盾构施工中地面沉降的原因,才能更好地理解后续部分的内容。
接下来我们将对地面沉降的原因进行详细分析。
2. 正文2.1 地面沉降原因分析地面沉降在地铁盾构施工过程中是一个常见的问题,主要原因可以归纳为地下水位变化、地下土层变动和盾构施工技术等因素。
地下水位变化是导致地面沉降的重要原因之一。
在盾构施工过程中,地下水位的变化会影响周围土层的稳定性,导致土层松动和沉降。
特别是在地下水位波动较大的地区,地面沉降问题更为突出。
地下土层变动也会引起地面沉降。
盾构施工过程中,土层受到挖掘和开挖等操作的影响,可能会导致土层紧密度的改变,进而引起地面沉降。
地下土层的物理性质和结构也会对地面沉降产生影响。
盾构施工技术的不当使用也可能导致地面沉降。
如果施工工艺不合理或操作不当,可能会对周围土层造成不可逆的破坏,进而引发地面沉降问题。
地面沉降是一个综合性问题,需要综合考虑地下水位变化、地下土层变动和盾构施工技术等多个因素。
只有对这些因素进行全面分析和有效控制,才能有效应对地面沉降问题。
在下文中,我们将进一步讨论如何有效监测和控制地面沉降。
2.2 地下水位变化地下水位变化是导致地铁盾构施工中地面沉降的重要原因之一。
盾构法施工引起地面沉降原因分析及防治措施

盾构法施工引起地面沉降原因分析及控制方法进入21世纪,世界经济的迅猛发展使城市化建设得到了大幅度的提速。
目前,人口不断地向城市聚集,使城市人口和建筑的密集度快速上升,造成能被利用的地面空间越来越少,因此,当今城市现代化建设的重要课题之一便是开发地下空间,为人类创造价值。
但各种用途的管线被布置在地下,这便产生了在地下工程施工背景下的一种最佳方法——盾构法。
盾构法施工虽然优点颇多,但是也存在诸多问题。
本文就盾构法施工过程中引起的地面沉降问题展开讨论,分析产生的原因及寻找控制方法。
一,地面沉降产生原因1、地层隆沉的发展过程盾构推进引起的地面沉降包括五个阶段:最初的沉降、开挖面前方的沉降、盾构机经过时沉降、盾尾空隙的沉降以及最终固结沉降,如图l所示。
第一阶段:最初的沉降。
该压缩、固结沉降是因为地基有效上覆土层厚度增加而产生的沉降,也是盾构机向前掘进时因为地下水水位降低造成的。
指从盾构开挖面距地面沉降观测点还有一定距离(约3~12m)的时候开始,直至开挖面到达观测点这段时间内所产生的沉降。
第二阶段:开挖面前方的沉降(或隆起)。
这种地基塑性变形是由土体应力释放、开挖面的反向土压力、或机身周围的摩擦力等作用而产生的。
它是从开挖面距观测点约几米时开始至观测点处于开挖面正上方这段时间所产生的沉降(或隆起)。
第三阶段:盾构机经过时沉降。
该沉降是在土体的扰动下,从盾构机的开挖面到达测点的正下方开始到盾构机尾部通过沉降观测点该段时期产生的沉降(或隆起)。
第四阶段:盾尾空隙沉降。
该沉降产生于盾尾经过沉降观测点正下方之后。
土的密实度下降,应力释放是其土力学上的表现。
第五阶段:固结沉降,它是一种由地基扰动所产生的残余变形沉降。
经前人研究发现,第一阶段沉降占总沉降的0~4.5%,第二阶段沉降占总沉降的0~44%,第三阶段沉降占总沉降的15~20%,第四阶段沉降占总沉降的20~30%,第5阶段沉降占总沉降的5~30%。
2、地表沉降的因素影响分析该因素影响分析的平台是当前使用较为广泛的大型三维有限元分析软件ANSYS,盾构开挖面掘进引起的地表沉降的客观因素包括盾构直径、土体刚度、隧道埋深、施工状况等设计条件;而其主观因素包含施工管理、盾构机的选用形式、盾尾注浆、辅助施工方法等。
地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对

地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对地铁盾构施工中地面沉降是一个常见的问题,主要原因是盾构机挖掘地下隧道时,会对地下土层进行扰动和移动,导致地面沉降。
下面是对地铁盾构施工中地面沉降的原因进行分析及应对方法的说明。
1. 地质条件不稳定:地质条件不稳定是导致地面沉降的主要原因之一。
在盾构施工中,如果遇到地下水位较高、土层松散、岩层不坚固等地质条件不稳定的情况,就容易导致地面沉降。
此时,可以通过加强地质勘察与分析,选择合适的盾构机和施工方法,以及采取加固措施等方法来应对。
2. 施工参数不合理:施工参数不合理也是导致地面沉降的原因之一。
在盾构施工中,如果施工参数设置不合理,如推进速度过快或者施工压力过大,就容易引起地下土层的不稳定,导致地面沉降。
需要在施工前进行合理的施工参数设计,并加强监测和调整,以避免地面沉降的发生。
3. 施工技术不当:施工技术不当也是导致地面沉降的原因之一。
在盾构施工中,如果操作不当或者施工方法不正确,就会对地下土层造成不必要的扰动和移动,导致地面沉降。
在施工前需要进行充分的技术培训和实践,以确保操作人员熟练掌握施工技术,并采取适当的施工措施。
1. 加强地质勘察与分析:在施工前需要对地质条件进行充分的勘察与分析,了解地下土层的情况,以选择合适的盾构机和施工方法,并采取合理的加固措施,以应对地面沉降的可能性。
2. 合理设置施工参数:在施工中需要根据地质条件和盾构机的性能特点,合理设置推进速度、施工压力等参数,以确保施工的安全与稳定,避免地面沉降的发生。
3. 加强监测与调整:在施工过程中需要密切监测地面沉降的情况,一旦出现地面沉降的情况,需要及时采取合适的调整措施,如降低推进速度、减小施工压力等,以减少地面沉降的程度。
4. 采取加固措施:在施工中可以采取一些加固措施,如喷浆加固、加设盾构机尾部加固框架等,以增加地下土层的稳定性,减少地面沉降的可能性。
地铁盾构施工中地面沉降是一个需要重视的问题。
地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对

地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对地铁盾构施工中地面沉降是一个常见的问题,它主要是由于盾构施工过程中的土体位移和压实引起的。
下面,将对地铁盾构施工中地面沉降的原因进行分析,并提出相应的应对措施。
1. 地下水位变化:地下水位的变化是导致地面沉降的主要原因之一。
盾构施工过程中,隧道中的地下水会因为施工活动而发生变化,导致地下土体的水分含量发生变化,进而引起地面沉降。
在施工前进行地下水位监测,控制好盾构施工中的水文条件,可以有效减少地面沉降。
2. 土体位移:盾构施工中,隧道推进时会对周围土体施加巨大的水平压力,使得土体发生位移。
当土体的承载力不足以承受盾构的压力时,会发生沉降。
需要对地下土体的力学性质进行详细研究,选择合适的施工参数和技术方案,以避免土体发生过大的位移。
3. 土体压实:盾构施工过程中,施工机械会对土体进行挖掘和回填,这会对土体进行压实。
土体压实过程中,土壤颗粒间的间隙会发生变小,导致初始地面沉降。
在施工过程中需要控制好土体的压实过程,避免过度压实,以减少地面沉降。
针对以上的原因,可以采取一些应对措施,以减少地铁盾构施工中的地面沉降。
1. 合理控制地下水位:在施工前进行地下水位监测,并根据监测结果进行合理的调整,保持地下水位的稳定。
如果发现地下水位异常变化,及时采取补救措施,如进行加固和排水。
2. 采用适当的土体加固措施:根据土体力学性质的研究结果,选用合适的土体加固措施。
可以采用加固桩、土钉墙等方式对土体进行加固,增加土体的承载能力,减少地面沉降。
3. 控制土体压实过程中的施工参数:在施工过程中,合理选择施工参数,避免过度压实土体。
加强施工过程的监测和控制,及时调整施工参数,确保土体得到适度的压实,减少初始地面沉降。
4. 引入新技术和新材料:随着科技的进步,可以采用一些新技术和新材料来减少地面沉降。
采用可控压实技术对土体进行处理,可以减小土体的初始沉降;引入高效盾构机械和地铁车站的整体下沉技术等,也可以减少地面沉降的影响。
地铁盾构施工地表沉降及其控制措施分析

地铁盾构施工地表沉降及其控制措施分析摘要:地铁由于价格低廉、车速快,已成为我国居民出行的首选交通工具之一,我国城市为此建设了大量的地铁工程,与地表工程的建设相比,地铁工程的建设难度较高,其在建设过程中常常会用到盾构机,而通用的地铁盾构施工常会带来地表沉降等问题。
因此,我国亟需改善地铁盾构施工带来的地表沉降问题,以此减少其对地表建筑物的影响,保障我国居民的生命安全。
本研究主要分析了我国地铁盾枸施工引起地表沉降的几点原因及控制方法。
关键词:地铁盾构施工;地表沉降;控制措施前言在目前的地铁隧道施工工程中,应用比较广泛的施工方法就是利用盾构机进行盾构施工的方法,但是由于地铁通常建设于人口和建筑物较为密集的城市地区,地下还有较为复杂的管线及可能存在的不良地质,所以如果在地铁盾构施工过程中施工不当就会引发地表出现较大沉降问题,从而对地上建筑物和地下管线造成破坏,因此需要从盾构施工的原理进行分析,研究盾构施工对地表沉降的影响,并采取相应的控制措施,确保地铁隧道盾构施工中周边环境的安全。
1不同施工阶段地表沉降特点在地铁隧道盾构施工中,在不同的地层中进行盾构掘进施工引起的地表沉降表现出不同的特征,但是总结不同地表沉降的过程,可以分为以下五个阶段:一是先期沉降阶段。
此阶段主要发生在地下水位较低的地层中,随着在盾构施工中地层中的孔隙水压力的逐渐减小,在围岩的应力作用下而导致地层不断下降,从而引发先期沉降问题;二是盾构掘进前方地层的沉降与隆起。
此阶段主要发生在对施工操作面的不断施压过程中,随着压力的不断增大,地层会出现隆起现象,而如果此时压力逐渐减小则会出现地表沉降问题;三是盾构通过过程中的地表下沉阶段。
此阶段主要发生在盾构施工过程中,主要是由于盾构机的掘进和围岩土体之间剪切的错动而引起的地表沉降;四是盾构空隙的沉降阶段。
由于盾构机在设计时在滚刀与壳体之间留有空隙,在盾构机掘进过程中围岩土体会失去支撑力,而此空隙中还没有注入填充浆液时会导致围岩在自重作用下进入空隙而引发地表沉降;五是后期沉降阶段。
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周围的地面建筑、 地下设施的正常使用。日木学者竹山 乔 总结弹性 介质 有限元 的成果 , 并根 据实 测资料 加 以 修正, 得到 了计算 地面沉降的实用公式; 拿大学者 加 I e R we . 和 o 采用 三 维 弹塑 性 有 限元 对 隧道 施 工 过 程 e 进行模拟 , 分析了隧道开挖面的土体位移与开挖面土体 稳定性 的关 系 。同济大学 的孙 钧 等人借 用 F 3 I AC D程 序 , 上海 市 明珠 一期 南 浦 大桥 区 间地 铁施 工 实 际 , 结合 分别 就单一 盾构 和上下 近 距离 交叠 地 铁 区 间隧 道盾 构 掘进 时的施工 变形 作 了三 维数值仿 真模 拟 , 分别 研讨 并 了盾 构诸施 工参数 变化对 其施工变 形 的影 响 。用 AD — I NA 大型非线性 有 限 元 软件 模 拟 了某 条 地 铁 隧道 盾 构 法开挖 对地 表沉降 的影响 。 2 计算 软件特 点 本 文利用 ADN IA软件对 地铁 的盾 构开挖 进行 了三 维有限元模 拟 。ADNA 大型非 线性 有限元 软 件是 目前 I 世界上非线性功能最有效 、 可靠 的分 析软件之 一 , 于解 对 决土木工程 中的各种非线性 问题具有 明显 的优势 。A I D- N A大型非线性有限元软件具有 以下几种特点 : () I 1AD NA具有 友好 的用 户界 面 和强 大 的建模 功 能, 它提 供 的实 体建模 器可 以方便地建 立各种 复杂 的实 体结构 , 它采用 P rsl 核心的实体 建模 技术 , 以 aaoi d为 可
学技 术 问题 , 以某条 地铁 隧道 为例 , AD NA 大型非 线性有 限元软件 对盾 构 法的开挖 过程 进行 了三 用 I
维 有 限元模 拟 , 示 了在盾 构推进过 程 中地 表沉 降分布 以及 地表 变形 的特点 ; 揭 同时作 出 了在软 土地基 中盾 构法 开挖 减 少地表沉 降的几条措 施 : 土压平衡 式掘进 、 注浆、 预 上层 锚杆加 固土体 、 选择合 理 的掘 进参数加强地表沉降监测和先行隧道的变形监测。 关键 词 : 构法 ; 限元 ; 盾 有 地表 沉 降; 土地 基 软 中图分类号 : 5. 3 文献标 识码 : 文章编号 :O4 5 1(O7 O一O 5—O U45 4 B 10— 7 620 )3 1O 3
筑 物 、 基产生 影 响 。此 工 程是 在 软 土地 基 中开 挖 , 坑 地
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维普资讯
1O 5
西部 探矿工 程
20 0 7年第 3期
地铁 盾构 法开挖 地 表 沉 降 的估 算 及 控 制对 策
卢 瑾 , 吴继敏 , 孙少锐 , 顾 俊
( 海大学土 木工程 学院 , 河 江苏 南京 20 9 ) 108 摘 要 : 构法 开挖 隧道 引起 的地表 沉降 以及 对周 围建筑物 的 影响是 工 程界 长 期 以来备 受关 注的科 盾
() I 提 供 多 种 收敛 准则 , 解 非 线 性 问题 2AD NA 求 可 以采用 自动时 间步长 技术 , 供控制单 元 刚度连续 变 提 化 的单 元生 死技术 处理过 程开挖 中逐步 卸荷 的问题 。
() 3在土木建筑领域 , D N A I A提供 丰富的材料模 型 , 其是 提 供 混 凝 土材 料 模 型 、 孔介 质 材 料 模 型 、 尤 多