浅析浅埋暗挖隧道施工引起地表沉降的原因及控制措施
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策

地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策地铁浅埋暗挖隧道是大城市城市轨道交通建设的重要组成部分,然而在建设过程中,地铁浅埋暗挖隧道地层沉降问题一直是工程施工与地面安全的重要关键因素。
本文将从地铁浅埋暗挖隧道地层沉降的成因、控制对策等方面进行深入探讨,旨在为地铁浅埋暗挖隧道工程建设提供参考和借鉴。
1.1 地铁浅埋暗挖隧道施工方式地铁浅埋隧道的建设方式主要有钻爆法、掘进法、涂浆桩管法等。
在不同的地质条件下,选择不同的施工方式,但无论采用何种方法,都会对地下地层产生一定的影响。
地铁浅埋暗挖隧道工程负荷是指地铁车辆、载荷、垂直荷载等对地面和地下地基所产生的压力。
在地铁浅埋暗挖隧道施工过程中,对地下地层的压力变化也会引起地层沉降。
1.3 地下水位变化地下水位的变化也是影响地层沉降的重要因素之一。
地下水位的升降对地下地层的稳定性和承载力都会产生一定的影响,从而导致地层沉降的发生。
1.4 地下管线等其他因素在地铁浅埋暗挖隧道的施工过程中,可能会破坏地下管线、破碎地下岩石等,这些都可能成为地层沉降的因素。
2.1 预测和监测在进行地铁浅埋暗挖隧道工程施工前,必须进行地下地层的详细调查、分析和预测,了解地下地质、地下水位等情况,采取有效的控制措施。
在地铁浅埋暗挖隧道工程施工过程中,对地下地层的沉降情况进行实时监测,一旦发现地层沉降超过允许范围,及时采取对策。
2.2 合理施工方式选择合理的地铁浅埋暗挖隧道施工方式,根据地下地质条件、地下水位等因素,采取相应的施工方法,减少对地下地层的影响,降低地层沉降的风险。
对地铁浅埋暗挖隧道工程负荷进行合理控制,避免过重的压力对地下地层产生较大的影响,减少地层沉降的危险。
2.4 保护地下管线和地下水资源2.5 合理规划和控制地下水位2.6 加强沉降控制技术研究加强对地铁浅埋暗挖隧道地层沉降控制技术的研究,通过新技术、新材料等手段减少地层沉降的发生,提高地下地层的稳定性。
三、总结地铁浅埋暗挖隧道地层沉降是一个复杂的问题,需要从地下地质、地下水位、地下管线等多个方面进行综合分析和控制。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策

地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策地铁是现代城市交通工具的代表之一,它不仅便捷,而且节省时间,受到了广大市民的欢迎和喜爱。
地铁建设需要在地下挖掘隧道,这种浅埋暗挖的方法对地层沉降有着显著的影响。
本文将讨论地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策。
一、地铁浅埋暗挖隧道的地层沉降因素1.构造裂隙地壳中存在许多构造裂隙,这些裂隙会在地铁浅埋暗挖隧道过程中引起沉降。
由于地铁隧道穿过了许多构造裂隙,裂隙中的岩石容易破碎和变形,从而导致地层沉降。
2.土壤性质地铁建设的过程中,需要挖掘和开挖土壤,因此,土壤性质对地铁建设的影响非常大。
一般来说,软黏土和淤泥是导致地层沉降的主要土壤类型。
当地铁通过这些土层时,土壤会被挤压和变形,随着时间的推移,地层沉降会越来越明显。
3.水位变化地下水位的变化也会对地层沉降造成影响。
如果地铁穿过含有高水位的土壤层,那么地铁建设过程中,需要采用排水措施,以保证施工过程中的安全。
如果排水不当,水压过大会导致地层沉降,而且还可能导致隧道的变形和破坏。
二、地铁浅埋暗挖隧道地层沉降控制对策1.预测地层沉降在进行地铁建设之前,必须首先预测地层沉降情况。
可以使用数值模型来模拟和预测地层沉降,评估地下建筑物可能引起的地层沉降,从而采取相应的措施来控制地层沉降。
2.地层加固对于地铁经过的土地层,可以采取加固措施,如注浆等,以保证隧道建设过程中的稳定性。
可以使用高分子灌浆剂、水泥浆、珍珠岩等材料对地下土层进行加固。
3.监测地层变形在地铁建设过程中,需要对隧道周围的土地进行实时监测,以便及时发现地层变形的情况并采取相应的措施。
可以使用传感器等设备进行监测。
4.合理排水通过合理的排水控制,可以减少因水压过大而导致的地层沉降,从而保证地下建筑物的安全。
采用排泥管、泥水分离设备等措施可以有效地控制地下水位。
总之,地铁浅埋暗挖隧道施工过程中,地层沉降是一个非常重要的问题。
针对上述因素,采取控制对策可以有效地避免地层沉降,从而保证地铁建设过程的安全和稳定。
浅埋暗挖法施工引起的地表塌陷及控制措施

浅埋暗挖法施工引起的地表塌陷及控制措施摘要:在时代发展下,隧道施工的技术也在不断改善,而浅埋暗挖隧道施工技术中最重要的就是对地表塌陷进行控制,如果出现地表塌陷将会导致海水涌入隧道中,会产生不可设想的结果。
浅埋暗挖隧道施工是当前隧道工程中较为常见的一种,特点就是施工成本低、技术较为简单易实现,适用范围较广,但是在实际的施工过程中浅埋暗挖技术却容易对土体和岩石造成一定的损害,导致地层压力失衡从而出现变形的情况,一旦变形就会影响地下管线和建筑物的使用安全,甚至还会出现地表塌陷。
要避免地表塌陷的情况就要找出有针对性的控制措施,使隧道施工顺利进行。
本文主要通过分析地表塌陷的原因,并找出控制和预防塌陷的措施,以便于浅埋暗挖隧道施工作业的顺利进行。
关键词:浅埋暗挖;隧道施工;地表塌陷;控制措施在隧道工程的施工过程中,由于浅埋暗挖隧道施工技术适用范围广,受到了工程施工单位的广泛关注和认可。
浅埋暗挖隧道工程施工因受到地质条件以及施工环境因素的干扰,会造隧道工程出现地质塌陷问题,严重的情况下会直接影响到隧道工程的整体施工质量和施工安全性。
对此工程施工前要进行认真的分析和研究,对施工区域范围内的隧道施工地质条件进行有效的勘查,并且对可能造成隧道地表塌陷的因素进行预测,同时采取了相对应的预防控制措施来加以保障。
一、浅埋暗挖法概述由于浅埋暗挖法具备经济性高、施工简便灵活等优势,其在公路、铁路、地铁等工程中得到了广泛应用。
浅埋暗挖法主要是通过人工施工,虽然其机械化程度较低,但灵活性较高、且适应性极强,在地质条件较差的环境中也能适用。
在隧道工程的施工过程中土体很容易被扰动,使用浅埋暗挖法非常容易造成地表塌陷事故,而许多地铁隧道工程都会经过繁华地区和高层建筑,使用这种方法时,必须严格控制地表沉降,以保证现有建筑物和管道设施的安全。
如,但在浅埋暗挖隧道施工过程管理不当,则时常会发生地表塌陷和建筑物开裂等事故,严重的话还会出现塌方事故,造成人员伤亡。
浅埋暗挖隧道施工引起地表塌陷及控制措施研究

浅埋暗挖隧道施工引起地表塌陷及控制措施研究1. 引言1.1 背景介绍隧道施工是地下工程中常见的一种施工方式,而浅埋暗挖隧道施工则是指在地下较浅位置进行施工,并且采用暗挖方法进行开挖。
随着城市化进程的加快和交通运输需求的增加,浅埋暗挖隧道的建设变得越来越普遍。
隧道施工对地表造成的影响也日益凸显,其中地表塌陷是一个比较严重的问题。
地表塌陷是指由于地下空洞或挖掘活动导致地表下沉或塌陷的现象。
浅埋暗挖隧道施工过程中,地下的土体会受到破坏和挖掘的影响,从而可能引发地表塌陷。
地表塌陷不仅会造成地表建筑物、道路等设施的损坏,还可能导致地下管线破坏、沉降等问题,给周边环境和居民生活带来一定影响。
对浅埋暗挖隧道施工引起地表塌陷及其控制措施进行深入研究,具有重要的理论和实践意义。
只有充分了解浅埋暗挖隧道施工对地表的影响和地表塌陷机理,才能有效制定相应的控制措施,保障施工安全和周边环境的稳定。
本文将从以上几个方面展开讨论,以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴。
1.2 研究目的研究目的是评估浅埋暗挖隧道施工对地表造成的影响,深入分析地表塌陷的机理,提出有效的控制措施,通过数值模拟和工程实例案例分析验证控制措施的有效性。
通过本研究,旨在为浅埋暗挖隧道施工过程中地表塌陷问题提供科学依据,为工程实践提供指导,从而减少地表塌陷对周边环境和建筑物的影响,保障工程安全稳定。
根据研究结果提出对浅埋暗挖隧道施工地表塌陷控制的建议,为相关领域的研究提供参考,推动该领域的发展和完善。
1.3 研究意义浅埋暗挖隧道施工是隧道施工中常见的一种方法,然而其施工过程中会引起地表塌陷问题。
对于浅埋暗挖隧道施工引起地表塌陷及其控制措施的研究具有重要意义。
研究浅埋暗挖隧道施工引起地表塌陷对于提高隧道施工的安全性和效率至关重要。
地表塌陷不仅会对周边建筑物和交通设施造成破坏,还可能威胁到人员的生命安全。
通过深入研究地表塌陷机理和控制措施,可以有效减少地表塌陷带来的风险,提升施工质量。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策

地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策随着城市交通的发展,地铁成为现代城市中不可或缺的交通方式。
而地铁建设中最为复杂的工程之一就是地铁浅埋暗挖隧道。
在地铁建设过程中,地层沉降是一个重要的问题,它不仅关系到地铁建设的安全和稳定,还会对周边环境和建筑物造成影响。
研究地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策显得十分重要。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素主要包括地质条件、暗挖施工方式、地下水、建筑物及设施等因素。
首先是地质条件,地质条件对地层沉降有着直接的影响,例如地质构造、地层岩性、地下水情况等都会影响地层的承载能力和稳定性。
其次是暗挖施工方式,挖掘方式的选择会直接影响地层的沉降情况,不同的挖掘方式对地层的影响也不同。
再者是地下水,地下水位的变化会对地层稳定性产生影响,尤其是在暗挖隧道时,当地下水位下降会导致地层沉降。
最后是周边建筑物及设施,地铁建设会对周边建筑物和设施造成一定的影响,尤其是在地层沉降较大时可能会引起周边建筑物的裂隙等问题。
针对以上地层沉降因素,我们需要采取相应的控制对策。
首先是对地质条件的控制,需要在地铁建设前进行详细的地质勘察和分析,充分了解地质情况,根据地质情况设计合理的地铁线路和施工方案。
其次是对暗挖施工方式的控制,选择适合地质条件的挖掘方式,并且在挖掘过程中采取相应的支护措施,保证挖掘过程中地层的稳定性。
再者是地下水的控制,需要合理的控制地下水位的变化,特别是在暗挖隧道时,要加强地下水的排水工作,避免地下水位下降带来的地层沉降问题。
最后是对周边建筑物及设施的控制,地铁建设前需要对周边建筑物和设施进行详细的评估和加固工作,保证地铁建设过程中对周边建筑物和设施的影响尽量降到最低。
除了以上的控制对策,我们还可以采取其他一些措施来减小地层沉降对周边环境和建筑物的影响。
在地铁建设过程中加强监测工作,对地层的沉降情况进行实时监测,并根据监测数据及时调整施工方案,保证地层沉降在可控范围内。
可以采取地铁隧道盾构施工、压浆注浆技术、地下水位监测和调控技术等先进技术来控制地层沉降的影响。
浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制

目前,隧道建设的规模越来越大。
尤其是在科学技术的推动下,采用新材料和新技术,使隧道建设的质量得到显著改善。
但由于隧道工程自身的复杂性,在浅埋、深挖过程中,往往会因围岩的变形而引起地面坍塌。
这不但对地表环境造成了很大的损害,也对结构的稳定产生了一定的影响。
如果发生事故,将会导致大量的人员伤亡,对建筑工程也将产生巨大的经济损失。
因此,对浅埋深挖隧道工程中出现的地面坍塌原因进行了分析,并提出了相应的防治措施。
1、隧道施工中浅埋暗挖法的含义浅埋深基坑工程的理论依据是新奥法,其原理与技术主要从岩石的刚度、压缩特性、岩石的三轴压缩应力、扩展特性、莫尔技术等几个方面进行了研究。
并在此基础上,对隧道开挖和开挖的空间、时间、位置的影响进行了研究。
这一理论侧重于承重结构的类型以及在隧道内进行承重结构的建造周期。
同时,将岩石压力、边界压力以及以上两个影响因素结合起来进行了分析。
同时,在浅埋施工中,突出了设备的防护和及时防护,以达到对地面沉降的有效控制,以保证隧道施工和地下施工的安全。
通过钻管,严格浇筑,高速合龙,强支护,短开挖,频繁测量,确保隧道安全。
平埋隧道施工的机械化水平比较低,因为施工人员具有很强的灵活性和很强的适应性,可以根据需要随时变换成各种形状。
2、在隧道施工中造成的影响浅埋暗挖对隧洞施工的影响主要表现在开挖工作面上,其影响主要表现为:(1)在工作面上设一个测点–2–1 D (D为开挖跨度、直径),在此区域,测电针对工作面的开采有一定的反应,沉降深度在10%~15%之间。
(2)当直径为–1–3–3D时,整个隧道的地面变化会比较平稳,其变化幅度为60%~70%,这是由于开挖工程的卸载作用所致,变数为21~245 mm;(3)如果将其设定为三维空间,那么地面的变化将会相对平稳,在10%~15%的范围内,研究结果表明,在封闭后,初期支护和二次支护都会对地面造成影响,其变化幅度为3.5~3.25 mm;(4)在5 D间距时,隧道施工期间地表沉降率下降,并逐步趋于平稳,并以5%的速率变化,探讨了开挖对土地和岩体的作用,使围岩体的应力结构发生了重新分布。
隧道开挖施工中的地表沉降与控制手段

隧道开挖施工中的地表沉降与控制手段隧道工程是现代交通建设的关键工程之一,它将大大缩短交通距离,提高交通效率,并且在城市建设中起到了重要的作用。
然而,在隧道开挖施工中,地表沉降问题往往成为困扰工程师和当地居民的一大难题。
本文将从地表沉降原因、影响因素以及控制手段等方面进行探讨。
一、地表沉降的原因地表沉降是隧道开挖过程中很常见的现象,主要是由以下几个原因导致的。
首先,隧道开挖过程中土壤的松动和直接下沉是主要原因之一。
当施工人员开挖地下隧道时,土壤的结构被改变,土层变得松散,导致土壤的横向和纵向变形,从而引发地表沉降。
其次,隧道开挖时可能会破坏地下水体的平衡状态,造成土壤流失和地层下沉。
此外,施工挖掘过程中可能会遇到地层变形和破坏,引发地下空洞和塌陷,进一步导致地表沉降。
二、地表沉降的影响因素地表沉降的程度和影响范围受多种因素的影响。
首先,隧道开挖的深度是地表沉降的一个决定性因素。
隧道开挖的深度越大,土壤的变形和下沉就可能越明显。
此外,土壤的性质也会对地表沉降产生重要影响。
例如,黏性土壤和软黏土容易发生变形和下沉,而砂质土壤则较稳定。
此外,水文地质条件、地下水位、地层岩性以及隧道开挖速度等因素也会对地表沉降起到重要作用。
三、减小地表沉降的控制手段为了减小隧道施工对地表的影响,采取一系列控制手段是必要的。
首先,合理设计施工方案是减小地表沉降的基础。
在进行施工前,需要对地质情况进行详细调查和分析,结合地下水位、土壤性质等因素确定合理的开挖深度和施工方法。
其次,采用地面支护措施是减小地表沉降的关键。
常见的地面支护措施包括:钢支撑、混凝土梁、地下连续墙等,这些措施可以减少土壤的松动和直接下沉,降低地表沉降的程度。
此外,合理控制施工挖掘速度、严格监测地表沉降情况以及及时采取补救措施也是减小地表沉降的重要手段。
四、控制隧道开挖对建筑物的影响隧道开挖的地表沉降不仅仅会对自然环境造成影响,还会对周围建筑物造成一定影响。
隧道施工中的地面沉降控制

隧道施工中的地面沉降控制随着城市化进程的不断推进,地下空间的利用日益广泛,地下隧道建设也得到快速发展。
然而,在隧道施工过程中,地面沉降成为一个不可忽视的问题。
本文将从隧道施工中的地面沉降原因、影响因素以及地面沉降控制措施等方面进行论述。
一、地面沉降原因地面沉降主要是由于施工过程中地下水位变化、土体固结等因素造成的。
首先,隧道施工过程中进行的地下开挖会导致地下水位的变化。
挖掘操作使得地下水通过土体颗粒间隙排泄到地下,导致土体孔隙水压力变化,从而引发地面沉降。
其次,隧道施工时,土体由于受到挖掘力的作用而发生固结现象,土体颗粒间的重新排列使得土体体积缩小,导致地面沉降。
二、地面沉降影响因素地面沉降受到多种因素的综合影响。
首先,地质条件是影响地面沉降的重要因素。
不同地层的厚度、土性、孔隙水含量等因素都会对地面沉降产生影响。
其次,隧道施工方式也是影响地面沉降的因素之一。
开挖方式、施工时间以及施工期间的地下水排泄措施都会对地面沉降产生直接影响。
此外,周围建筑物的存在以及地下设施的分布情况也可能对地面沉降产生间接影响。
三、地面沉降控制措施为了减轻地面沉降对周围环境以及地下设施的影响,需要采取一系列地面沉降控制措施。
首先,地下水位的控制是减轻地面沉降的重要手段之一。
通过合理的水文调控,降低孔隙水压力变化,可以有效减少地面沉降程度。
其次,控制开挖速度和长度也是地面沉降控制的关键。
合理控制施工速度,避免一次性开挖过长距离,可以减少固结范围,降低地面沉降程度。
此外,采用支护结构也是一种有效的控制手段,通过加固土体,控制土体体积变化,减缓地面沉降产生的影响。
总之,地面沉降是隧道施工中不可避免的问题,但通过科学合理的地面沉降控制措施,可以减轻其对周围环境和地下设施的影响。
未来,随着隧道技术的不断发展,我们有理由相信,在地面沉降控制方面将有更多的创新和突破,为城市化进程提供可持续发展的保障。
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浅析浅埋暗挖隧道施工引起地表沉降的原因及控制措施【摘要】由于浅埋暗挖法施工过程中不可避免的会对地层产生扰动,必然会引起地表发生不同程度的沉降,从而对施工区域周边管线、道路及建筑物的安全性产生不利影响。
因此,科学合理的设计及施工组织管理,对减少和控制地表沉降产生的不利影响是十分必要的。
【关键词】地铁隧道;地表沉降;原因分析;控制措施区间浅埋暗挖隧道施工影响下的地层变形规律及控制措施是近年来工程界关注度比较高的话题,隧道施工引起的地表沉降,受地质条件、跨度、埋深、开挖方法、支护时间与刚度,以及施工管理技术水平等诸多方面因素的影响。
然而,大量的工程实践表明,隧道施工影响下的地表沉降是有规可循的。
以西安地铁三号线区间隧道施工为例,简要分析地表沉降的原因及控制措施。
1.地表沉降的原因分析1.1 降水对地表沉降的影响浅埋暗挖隧道施工中一般要采取降低水位的措施来达到作业面无水作业的目的。
由于降水会产生土体固结沉降,采用井点降水引起的地表沉降,涉及到井点降水的漏斗曲面范围,其沉降量和沉降时间与土的空隙比及渗透系数有关,在渗透系数小的粘土层中,固结时间较长,沉降较慢。
反之,在空隙比与渗透系数较大的砂土层中,固结时间较短,沉降较快。
1.2 施工速度对地表沉降的影响地表沉降发展规律随着开挖面所处位置的移动过程改变而变化,表现出明显的时空效应。
时间与空间的交叉相互作用反应了隧道施工引起地表沉降的一般规律。
1.2.1 地表沉降的时间效应。
浅埋暗挖隧道开挖后引起的地表沉降是逐渐累加起来的。
根据现场监控量测数据显示,单个地表点的沉降过程经历三个阶段:前期沉降、施工沉降和后续沉降。
前期沉降是由于掌子面土压力失衡、支护力不足,以及降水而产生的。
施工沉降是由于在掌子面开挖后,会对周围土体扰动,围岩周边应力重新分布,周围土体向隧道中心线移动,同时由于初期支护封闭成环时间滞后、强度和刚度不足,再加之锚喷混凝土不密实,造成地层出现局部空隙等原因,地表沉降过大,且沉降速率也较大,这一阶段为施工沉降,通常持续时间为1-2个月。
后续沉降是指由于地层次固结和蠕变等作用引起的残余沉降,该阶段沉降为第三阶段沉降。
隧道开挖地表沉降随时间变化曲线如图1所示图3:地表沉降纵向变化规律示意图微小变形区是指掌子面前方1-1.5倍洞径的区域范围。
该段沉降量约占总沉降量的10%-20%。
主要原因是掌子面开挖后,导致前方地层应力释放及地层的失水固结造成的地表沉降。
急剧增大区是指掌子面开挖前方1倍洞径和后方3倍洞径区域范围。
该段区域地表沉降变形速率较大,累计变形量大,此阶段沉降量约占总沉降量的50%-60%。
该阶段变形主要原因是随着掌子面的开挖,周边围岩扰动较大,引起围岩应力场重新分布。
缓慢变形区是指掌子面后方3-5倍洞径区域范围,该区域范围沉降速率逐渐减缓,变形量增加缓慢,沉降曲线开始收敛,此阶段的沉降量约占总沉降量的10%-15%。
稳定变形区是指掌子面后方5倍洞径以外的区域范围。
该区域沉降增长缓慢,地层逐渐趋于稳定状态。
由此可见,施工速度越快,隧道开挖面暴露的时间越短,产生沉降的时间也短,由于时空效应,因而产生的地表沉降量也就会越小。
1.3沉降槽对地表沉降的影响在地铁工程设计与施工阶段,受地质条件影响较大。
沉降槽作为一种地质灾害,对地表沉降也有一定影响。
根据陕西省国土资源厅发布的数据,西安地面沉降发生于20世纪50年代末,自1959年水准测量以来,累计沉降量超过200mm的面积达到150 k㎡。
如西安地铁二号线南延段会展中心~杜陵路段地表沉降总体形态为凹槽状。
凹槽中心位置大致为南绕城高速北侧~军警路口。
凹槽中心位置沉降量较大,边缘部位较小。
根据西安地铁二号线南延段勘察设计单位数据显示,2008年9月至2010年4月凹槽中心最大累计沉降量为225.7mm,年平均沉降量为142.55mm,月平均沉降量为11.88mm。
所以地表沉降同样受地质原因影响。
1.4隧道埋深对地表沉降的影响隧道结构拱顶上部覆盖的土层厚度与隧道结构的跨度之比,成为覆跨比,这个比值对地表沉降影响较大。
通过现场监测数据显示,在隧道埋深小于隧道直径时,地表沉降相对于埋深大于隧道直径的沉降量大。
由此可见隧道埋深对地表沉降影响较大。
1.5相临小间距隧道施工对地表沉降的影响对未衬砌隧道而言,当两隧道的中心线距为5D(D为隧道宽度)时,可不考虑相互作用;当中心线距≦3D时,则需考虑相互作用。
若是两小间距平行隧道,同时开挖时对地层的扰动要大于单线隧道,结果会造成地层的突然松弛,出现较大和持续不断的沉降变形。
两隧道开挖后的相互作用会使地表沉降有叠加作用。
1.6施工方法及开挖进尺也对地表沉降有一定的影响浅埋暗挖法隧道施工时,应根据工程特点、围岩情况、环境要求以及地质条件选择适宜的开挖方法。
开挖进尺的大小实质上是工作面无支护空间的大小,开挖进尺的大小不仅决定着地表沉降、拱顶沉降及收敛变形,同时还影响掌子面的稳定性。
法国的研究表明,如果工作面无支护距离小于0.2D时,对稳定掌子面开挖的支撑力无特殊要求,否则,掌子面就会失稳。
对软弱地层、浅埋暗挖法施工的地铁隧道,开挖进尺的控制尤为重要。
1.7衬砌的时间对地表沉降的影响根据现场施工经验及监测数据,初期支护完成后地表沉降还需要很长时间才能达到稳定,而在二次衬砌完成后,地面沉降即趋于稳定,分析原因是二次衬砌起到防水作用,减少了地层持续失水,从而使地面沉降趋于稳定,所以二次衬砌应在初期支护完成后及时施作。
2.地表沉降的控制措施通过西安地铁三号线太白南路站~吉祥村站~小寨站区间浅埋暗挖隧道施工中总结的经验,施工中可采取以下控制措施:2.1根据工程地质与水文地质条件,制定科学合理的施工降水方案降水方案既要保证掌子面开挖尽量做到无水作业,又不宜将水位降的过低,地下水位降至隧道结构底以下0.5~1米范围即可。
疏干隧道开挖范围内土体中的地下水,合理确定降水时间。
2.1.1确保降水方案实用的原则。
采取一定的的降水措施,尽量确保隧道外水位平稳下降,使降水引起的地表沉降和差异沉降最小,确保降水期间周边建筑物和地下管线处于安全状态,在满足隧道正常作业的条件下,使抽水量最少。
2.1.2 确保降水科学原则。
须严格按照设计规定的控制水位分阶段降水,当降到阶段水位时,及时对周边建筑物及地表沉降、地下管线进行观测。
2.1.3 严格控制降水周期。
降水作业应在进入水下作业工点位置提前15天开始,降水作业完成时间应在该段二衬施工完成,且混凝土强度达到规范要求后,分阶段停止降水。
2.2为有效控制和减小地表沉降,施工中应严格遵守“十八字”方针“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。
这“十八字”充分体现了浅埋暗挖隧道施工的精髓,应结合不同地质的实际情况灵活运用。
2.2.1施工中应及时核对管线、地质等设计资料。
加强洞内超前地质预报、施工区域周边管线及洞内、地表、周边建筑物的监测工作。
2.2.2 根据设计要求严格控制超前预注浆施工质量,控制好注浆压力及注浆量,确保达到理想的土体加固效果。
2.2.3 严格控制每循环的开挖进尺长度0.75米,不允许大于1米。
隧道左右线对于掌子面的施工纵向错距不应小于30米。
2.2.4 根据地层条件选择开挖方法。
为有效控制地表沉降,分台阶开挖时,台阶断面开挖均预留核心土,以发挥掌子面的三维支撑作用,确保掌子面稳定。
台阶长度不宜过长,以3-5米为宜,特别注意上下台阶分部开挖进度需协调,严禁冒进。
防止喷射混凝土背后空洞、积水(尤其是拱脚部位),同时避免上半断面格栅钢架拱脚位置悬空,严格按设计要求施作锁脚锚管。
设置临时仰拱的断面,每个开挖分块都应及时封闭。
在开挖下半断面时严禁碰撞格栅钢架,以避免对围岩的二次扰动;应用最短时间使初期支护尽快封闭成环。
严格控制初支及二衬背后回填注浆施工质量,尤其是初支背后回填注浆应紧跟掌子面施工,且距离掌子面不宜大于5米,以填充结构物之间的空隙,保证结构受力均匀,注浆结束后应检查其效果,不合格者应补注。
注浆浆液达到设计强度后方可开挖。
2.2.5 在浅埋暗挖法施工中将现场监控量测作为一道工序来做,应使现场每时每刻均处于监控之中。
施工过程中,应加强对地表、周边建筑物、洞内拱顶下沉、净空收敛、格栅钢架内力等项目的监测工作,及时反馈信息以指导施工。
确保施工安全及控制沉降变形。
2.2.6 提高施工效率。
各工序的施工时间缩短后,初期支护封闭成环时间也随着缩短,从而减少了掌子面的暴露时间,有利于控制地表沉降。
2.2.7 加强初期支护。
初期支护施作后,其本身有一个徐变过程。
对于超前支护,一般采用大管棚或超前小导管注浆的方式进行超前土体加固,加固时可采取增大小导管直径,减小小导管间距、扩大注浆范围和控制注浆压力等措施来进行加强。
对于格栅钢架来说,可以缩小格栅钢架间距,或在间距一定时,增大主筋直径,起到增大初支刚度,控制地表沉降的目的。
2.2.8 及时施作二次衬砌。
地层孔隙水产生的附加应力有一个较长的递增过程,对软弱富水地层来说,伴随着渗排水,地表会出现不同程度的沉降,初支刚度与地层的相互作用会愈来愈强。
因此对软土隧道来说,为了尽快恢复地层稳定,应及时施作二次衬砌。
3.结束语地表沉降是多种因素综合作用产生的,但在地质、地层条件、周边环境等条件一定的情况下,合理的设计及科学的施工组织管理是控制地表沉降的关键。
施工组织不当及管理缺失、工人操作失误等原因均会引起地表沉降不同程度的增大。
因此,强化施工组织,加强过程监管是避免地表沉降发生的关键。
从预防其发生角度归纳起来主要有以下几点措施:(1)根据地层地质、水文地质情况进行科学合理的设计,同时结合现场监控量测数据,合理调整设计方案,做到信息化动态施工。
(2)加强施工技术交底及班前安全质量讲话工作;同时应召开相关专题会,使所有从事施工管理及一线工人都能熟知并掌握施工技术参数及工艺要求。
(3)按照谁施工、谁负责的原则,定岗定责,责任落实到位,使所有施工人员做到懂技术、重质量、抓细节,保安全,从而有效预防和减小地表的沉降。
参考文献:[1]于书翰,杜谟远主编.隧道施工.人民交通出版社,1999.[2]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育出版社,2004.[3]姚宣德,王梦恕.地铁浅埋暗挖法施工引起的地表沉降控制标准的统计分析 [J].岩石力学与工程学报,2006,25[10]:2030- 2035.[4]施成华.城市隧道施工地层变形时空统一预测理论及应用研究[D].长沙:中南大学,2007.。