地铁盾构区间上方深基坑开挖对隧道的影响
地铁盾构区间上方深基坑开挖对隧道的影响
随着经济的发展和科技的进步,我国社会建设的许多方面都得到了长足的发
展,也使得当前阶段的发展面临着新的挑战。地铁作为基础设施建设中的重要方
面在不同领域的应用越来越广泛,其中在隧道上建立地铁盾构区间成为了当前工
作的重点和难点,需要相关人员对在地铁盾构区间上方深基坑开挖对隧道的影响
进行分析,控制消極影响和促进积极影响发挥作用。文章通过分析地铁盾构区间
上方深基坑开挖工程的要点,结合工程的施工概况,对地铁盾构区间上方深基坑
开挖对隧道的影响进行具体和系统阐述。
标签:地铁盾构区间;深基坑;隧道;要点;影响
地铁是当前经济时代与高科技相结合的产物,一方面,其本身的便利性和安
全性为许多行业的发展提供了帮助,对经济建设和社会发展做出了贡献;另一方
面,技术不过关和缺少相关理念等问题使得隧道上浮,基坑回弹隆起和隧道结构
变形成为工作的难点,需要研究人员根据地铁盾构区间上方深基坑开挖对隧道影
响的现状进行调整和改进,才能满足未来我国基础设施供应和使用的需求。作者
结合自身的经验和已有的研究,对地铁盾构区间上方深基坑开挖对隧道的影响,
工程要点和概况进行分析和研究。
1 地铁盾构区间上方深基坑开挖的要点分析
由于地铁盾构区间上方深基坑开挖对隧道的影响涉及到地铁与隧道两个方
面,在盾构区间上方进行深基坑的开挖无疑为这项工程增加了难度,如何在地铁
盾构区间上方进行深基坑开挖有不会影响隧道的结构成为了达到工作目标的标
准。由于地铁盾构区间上方深基坑与隧道结构都容易受到外部环境的影响,在具
体试验和监测中要在保证人为因素不产生破坏的基础上对不确定因素加以控制
和处理。
1.1 试验
在降水施工中,需要对一两口有代表性的井进行抽水实验,当检测到的数据
与得到的参数一致时才可以对其他降水井施工。施工后需要根据情况进行维护和
修缮,在降水维持运行阶段应配合土方开挖和地下室施工时对抽排水量,地下水
位,环境条件变化进行控制。
1.2 监测
监测作为地铁盾构区间上方深基坑开挖与隧道相关工程的重要环节,在进行
施工前要先制定好监测方案并进行切实可靠的模拟和尝试,才能通过监测数据指
导地铁盾构区间上方深基坑开挖工程施工的全过程。
1.3 安全标准
为了地铁盾构区间上方深基坑开挖对隧道不产生消极影响,需要采用的地铁
隧道保护标准可以是绝对沉降量与水平位移量不大于20mm,隧道变形曲线的曲
率半径不小于15000mm,收敛变形小于20mm等。
2 地铁盾构区间上方深基坑开挖的工程概述
2.1 工程概况
在进行对地铁盾构区间上方深基坑开挖对隧道的影响分析时,需要对一个工
程的整体和细节进行具体讨论,找到最有效和最适合的施工方法和技巧才能帮助
地铁盾构区间上方深基坑开挖工程符合隧道结构和建设目的。在考察地铁盾构区
间上方深基坑开挖施工情况时要了解形状、面积、平均开挖深度、监测时间、有
无变化等,才能全面地对一项工程的设计,施工和监测进行评价和总结。
2.2 周边水文及地质条件
因为地铁盾构区间上方深基坑开挖工程极易受到周边环境的影响,作为外部
因素中比较突出的水文地址就成为了研究人员需要关注的对象,在实际案例和尝
试应用中则需要提前调查好以避免可能因此带来的风险和损失,才是地铁盾构区
间上方深基坑开挖不对隧道产生恶劣影响的基础。一般地质条件主要涉及不同地
层的内容物,当把这些内容列表进行对比研究并分析出土质的层厚、天然重度、
黏聚力、内摩擦角等,就能得出有效的结论和合理的依据。
2.3 围护及降排水设计
根据地铁盾构区间上方深基坑开挖工程会受到外部环境影响,在降水时施工
要考虑到围护与排水设计的作用,使得这项工程能够在保证正常运行的基础上做
到降排水有助于隧道结构与地铁盾构区间的和谐共存。所谓进行围护和降排水设
计,就是需要根据本场地地址水文状况,工程基坑开挖与基础底板结构施工要求,
同时考虑地铁隧道的有效保护,采用自流深井降水,再對不同区域的井口大小,
深度,数量,相对应排水沟的规格进行设计和建造。
2.4 施工及监测
在施工过程中,首先要进行隧道开挖分段分区数值模拟,就如超出设定报警
值时要分段分区的挖掘;其次是开挖分区,可以把工程分为几期进行;再次是开
挖分段分层跳槽,需要遵循一定的顺序规律;最后是为了减少坑底回弹变形量,
可以采取堆载的措施来平衡上部土体开挖的负荷量。另外,在后期进行工程监测
时需要把监测的内容及标准提前制定好,才能在真正进行工程施工及后续维护,
监测工作时把数据控制在合理范围内并采用信息化等高效技术应用到其中去。
3 地铁盾构区间上方深基坑开挖对隧道的影响
基于对地铁盾构区间上方深基坑开挖工程的要点和概况的了解,针对现实施
工中的案例,就需要从中进行相关问题和现象的发现,通过多次的尝试和应用总
结出施工的经验和规律,才能在后续相关产业和相关工程的施工中控制不利因素
并促进积极影响发挥作用,使得在地铁盾构区间上方深基坑开挖针对隧道的工程
水平有所提高的基础上促进基础设施的建设朝着高效健康的方向发展。本文通过
具体分析和了解,对地铁盾构区间上方深基坑开挖工程中受到影响较大的隧道地
面和隧道侧向水平位移进行研究,从中获得组织和设计工程设施和技术应用的经
验和能力,才能更好地促进地铁与隧道的和谐共存,有效安全地利用城市的建设
空间。
3.1 地铁盾构区间上方深基坑开挖对隧道地面的影响
为了更好地体现地铁盾构区间上方深基坑开挖对隧道影响的效果和判断处
理方式的正确与否,可以对地铁盾构区间上方深基坑开挖对隧道进行不同层面影
响的分析。第一,场地普查和整修。第二,施工深井时要启动降水工作。第三,
施工围护桩和加固区域。第四,当围护桩到达设计强度的同时地下水位到位后,
需要沿盾构线纵向基坑跳挖施工,每块的宽度不大于15m,而具体的分层施工过
程为开挖盾构隧道以外区域土方,分层挖土至坑底后立即进行加筋垫层施工,然
后待达到设计强度后分层开挖剩下的土方。3.2 地铁盾构区间上方深基坑开挖对
隧道侧向水平位移的影响
除了地铁盾构区间上方深基坑开挖会对隧道地面产生影响,需要分层挖土至
坑底再进行加筋垫层施工,这项工程还会对区间隧道侧向水平位移产生影响,研
究人员需要在施工和设计时对区间隧道纵向影响范围,尤其是侧向水平位移的大
小进行注意和调整。当基坑在开挖第一层和第二层时,隧道的侧向水平位移增速
较缓慢,对区间隧道的影响较小,而随着基坑内部土体的强度增大会对水平侧向
位移影响变大。
4 提高地铁盾构区间上方深基坑开挖的措施
4.1 做好基坑降水工作
在基坑开挖过程中,基坑降水主要是确保基坑底下面某一深度范围内的土层
达到排水加固的目的,从而便于后期的土方开挖,其不仅能够提高基坑内土体的
刚度和强度,而且还能保证基坑的顺利施工。在进行基坑降水施工之前,应该借
助人工的方式下挖3m,以了解和掌握地下管线的分布情况,并且保持井点与管
线一定的间距。通过基坑降水还可以有效地降低土体的含水率,避免发生管涌、
流沙、基坑回弹隆起等现象,有效地提高了土体的抗剪强度及稳定性。
4.2 提高深基坑开挖的质量
要对深基坑开挖周边环境进行严格的控制,尤其是基坑位移,从而将对周围
环境造成的影响较大最低。通过架设支撑系统可以有效的控制基坑变形和位移,
以保證深基坑开挖工作的顺利进行。深基坑开挖过程中要遵循“纵向分区分段,
竖向分层,先支护后开挖,随挖随撑”的原则,并根据深基坑开挖的工程地质、
施工现场条件和水文地质对施工进行总体的规划和安排,以更好地提高深基坑开
挖的进度和质量。同时,深基坑开挖过程中,还需要考虑其时空效应,并借助相
应的检测手段给予监测,从而保证深基坑开挖的安全、有效进行。
5 结束语
分析地铁盾构区间上方深基坑开挖对隧道的影响是切实有效的,既发现了地
铁盾构区间上方深基坑开挖中潜在的问题,又对该工程的要点和概况进行了分析
和总结。为了迎合当前阶段经济建设对基础设施和交通设施要求越来越精细的趋
势,就需要对地铁盾构区间上方深基坑开挖工程施工的细节进行分析,并避免因
此对隧道本身产生消极的影响,这项工作成为了与地铁有关的基础设施建设的重
点和难点,对工作人员的素质和能力与相关技术和设备的水平提出了挑战。研究
地铁盾构区间上方深基坑开挖对隧道的影响不仅促进了相关问题的解决,还为基
础设施和交通设施未来的发展和创新提供了新思路。
参考文献
[1]左殿军,史林,李铭铭,等.深基坑开挖对邻近地铁隧道影响数值计算分
析[J].岩土工程学报,2014(S2):391-395.
[2]张亮.软土地区超大基坑开挖对既有地铁区间盾构隧道的影响分析[J].施
工技术,2014,43(1):87-90.
[3]宗長江.下穿既有地铁盾构区间的矿山法隧道核心土优化分析[J].公路工
程,2014,39(3):29-33.
[4]张启斌,霍知亮.基坑开挖对下方既有地铁隧道的影响分析和监测[J].城市
轨道交通研究,2014,17(12):39-44.
[5]肖同刚.基坑开挖施工监控对临近地铁隧道影响分析[J].地下空间与工程
学报,2011,07(05):1013-1017.
浅谈深基坑开挖对临近地铁隧道影响
浅谈深基坑开挖对临近地铁隧道影响作者:侍虎来源:《中国科技纵横》2019年第08期摘要:邻近地铁深基坑施工必将影响隧道结构安全,文中结合地铁保护区域内深基坑开挖及相关隧道变形数据,进行实例分析,以期为类似地铁监测项目提供借鉴和参考。
关键词:深基坑;地铁隧道;监测;沉降;收敛中图分类号:U455.5 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)08-0109-02随着我国城市化的进一步深入,城市人口不断增加,扩大城市的可利用空间变得尤为重要。
不可避免的就会在运营地铁线路周围兴建高层建筑物,由于建筑物的基坑施工会引起基坑周围土体的扰动,进而对邻近地铁区间隧道产生一定作用。
做好地铁隧道监测工作,减小工程施工影响,确保隧道结构稳定,对地铁结构安全具有重要意义。
本文对深基坑开挖对临近地铁隧道产生的影响进行分析,为其他施工提供一定的参考。
1 地铁与基坑相互关系概况1.1 工程概况上海市外高桥徐汇俱乐部有限公司公寓式办公楼、配套商业改扩建项目,地处徐汇区衡山路以东、乌鲁木齐路以西、永嘉路以北。
占地面积为9004m2,总建筑面积约23915m2,其中地上总建筑面积约15000m2,地下建筑面积约8915m2。
该地块B区基坑开挖深度为9.8米,基坑面积为2633m2。
1.2 该段地铁概况及相互关系该段地铁为圆形隧道,直径为5.5米。
地铁隧道底标高为-14.219m,比本工程基坑开挖深度深约4.219m。
地铁车站宽度为17.7m,车站顶板最浅标高为-1.694m,为单跨折线拱顶结构,地下一层和地下二层的楼板面相对标高分别为-7.234m和-14.874m,车站底板底标高为-15.674m。
施工的B区距离该隧道最近处为17.8m。
正在运营的地铁区间隧道和地铁车站的变形保护要求等级高,是本工程保护的重点。
2 地铁隧道监测2.1 监测内容本工程监测设置以下几方面内容:上下行隧道结构垂直位移监测;隧道结构平面位移监测;上、下行线隧道结构收敛变形监测。
基坑开挖对下方既有盾构隧道影响分析
基坑开挖对下方既有盾构隧道影响分析摘要:针对基坑开挖对下方既有盾构隧道的影响,将不同研究方向与已有研究成果相结合,同时附上ABAQUS有限元模型位移云图,对既有预测隧道竖向最大位移的经验公式的参数取值范围提出了个人的见解并对隧道隆起形式结合基坑坑底隆起形式进行了解释。
关键词:隧道隆起;坑底变形;位移云图随着地铁在我国大规模的建设,邻近下方既有地铁隧道的基坑开挖工程日益增多。
基坑开挖卸载及降水措施,会使下方盾构隧道产生竖向和水平向位移,同时横截面产生收敛变形,而地铁对隧道的变形要求极其严格。
因此,研究基坑开挖对下方既有隧道的影响非常重要。
目前关于基坑开挖对既有隧道影响的研究有很多,姚爱军[1]等应用相似材料模型试验与数值模拟相结合的方法,研究了上方基坑开挖卸荷-加载作用下地铁盾构隧道的变形特征及围土压力分布规律;魏纲[2]等结合国内多个工程案例的实测数据,提出了预测隧道最大隆起值的经验公式,并得出隧道隆起范围为开挖范围的2.2 倍,;黄宏伟[3]等根据实际工程案例与有限元软件相结合,提出隧道变形的速率随着基坑开挖深度的增加逐渐增加,隧道纵向约 6 倍基坑宽度产生较大隆起;宋晓凤[4]等提出可以2h 为界限将基坑施工邻域分为强影响区和弱影响区;左殿军[5]等提出地表沉降、隧道衬砌位移随基坑开挖深度加深逐渐变大,在内支撑间距离较大时,沉降与位移增加速率较大。
作者结合自己的研究方向,对现有研究提出一些自己的看法。
1.对既有预测隧道竖向最大位移的经验公式的理解式中,Lmax為隧道最大隆起值;B为基坑开挖暴露的隧道长度;a为卸载率,该值越大,表明土体应力卸载越彻底;h为基坑开挖深度;H为隧道顶部覆土厚度;S为基坑开挖面与隧道的最小净距离。
式中并未对卸载率a的值取值范围做出规定,若将其用于预测基坑开挖宽度很大(即B很大),而开挖深度很小且基坑开挖面与隧道的最小净距离S 很大(即a很小)的隧道竖向最大位移时,结果将不适用。
明挖基坑对地铁盾构隧道影响的风险分析与控制
明挖基坑对地铁盾构隧道影响的风险分析与控制
杨仕彬
【期刊名称】《建筑与装饰》
【年(卷),期】2024()8
【摘要】杭州市艮山东路过江隧道工程隧道在YK0+674~YK0+736上跨地铁1号线云水站~下沙江滨站区间隧道。
该段隧道采用明挖法施工,基坑深度
9.6m~9.8m,基坑宽度47.9m,基坑底部距离隧道约5.2~5.3m。
主体隧道在施工过程中不能影响下方地铁区间隧道结构安全和正常营运,施工难度和风险较大,一旦施工组织不合理或者发生安全事故,就会造成大的社会影响,给施工单位造成巨大经济和信誉损失。
本文以该工程为例,对方案风险、施工过程风险进行风险分析及辨识,提出风险控制措施及建议,尽量减弱上跨地铁隧道基坑施工对既有盾构隧道的影响,保证盾构隧道结构的稳定及地铁运营的安全。
希望本文可为类似工程提供参考。
【总页数】3页(P64-66)
【作者】杨仕彬
【作者单位】中铁十四局集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U45
【相关文献】
1.两明挖隧道基坑先后开挖对其下地铁隧道的影响评价
2.明挖基坑对既有下卧地铁盾构隧道影响的三维分析
3.上方明挖基坑及盾构隧道施工对已运营地铁隧道变形
影响分析4.软土深基坑开挖全过程对临近地铁盾构区间隧道影响风险分析及控制5.地铁盾构并行下穿既有明挖隧道加固方案研究——以济南黄河隧道北岸段地铁下穿明挖公路隧道为例
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
深基坑开挖对临近既有地铁隧道的影响分析与对策
J o u r n a l o f Wa t e 水利 r R e s 0 与建 u r c e s 筑工 a n d A 程学 r c h i t e 报 c t u r a l E n  ̄ ' i n e e i f
Nu me r i c a l Ana l y s i s a nd Co u nt e r me a s u r e s f o r I n lu f e n c e o f De e p
E x c a v a t i o n o n Ad j a c e n t - t o ・ - s u b wa y T u n n e l s
A b s t r a c t : B a s e d o n t h e d e s i g n p r o p o s a l o f o n e d e e p f o u n d a t i o n p i t e x c a v a t i o n p r o j e c t n e a r S h a n g h a i S u b w a y L i n e N o . 7 i n
i s o n , i t i s f o u n d t h a t t h e s e s t r e n g t h e n i n g m e a s u r e s c a n p r e v e n t t h e d e f o r m a t i o n o f he t a d j a c e n t — t o — s u b w a y t u n n e l e f f e c t i v e —
V 0 1 . 1 1 N o . 3
J u n., 2 01 3
基坑施工对盾构隧道的影响分析
[] 才初 , 国荣 . 2夏 潘 土木 工程 监 测 技 术 [ .北 京 : 国建 筑 工 M] 中
业 出版 社 , 0 . 2 1 0
0 1m / , 化速 率有 所 降低 。支护 完成后 , 断 面各 . m d变 该
边 的变形 明显 减 弱 , 趋 于 平 稳 , 天 变 形 量 都 小 于 并 每
5 结 束 语
现 场监 控 量 测 是 现 代 化 施 工 管 理 的 重 要 组 成 部 分 , 不仅 能指 导施 工 , 它 预报 险情 , 确保 安全 , 且还 能 而 获得 围岩 动态 和支 护 工作 状 态 , 为确 定 和修 正 初 期 支 护参数 , 行支 护 结 构 体系 优 化 提 供 可 靠 依 据 。本 文 进
刘 庭 金
(. 南 理 工 大 学 建 筑 学 院 , 州 504 ;2 华 南 理 工 大 学 亚 热 带 建 筑 科 学 国 家 重 点 实 验 室 , 州 1华 广 160 . 广 50 4 ) 160
摘 要 : 用 同济 大 学曙光软 件 , 用荷 载 结构 法和盾 构 隧道 修 正惯 用法 , 运 采 以广 州地 铁 黄 沙 车站 上 建 设 物 业商住 发展 项 目为研 究 背景 , 算 了隧道 外壁 侧 向土压 力 、 计 水位 降 、 土层 基床 系数 和 隧道 上 方超 载 四 种 因素 不 同组合 工况 下的 隧道 结构 受力 , 分析 了基坑 施 工对 紧邻地 铁盾 构 隧道 的影响 。研 究结 果表 明 , 影 响 紧邻盾 构 隧道 受 力的 最主要 因素为 隧道 外壁侧 向土压 力释 放 程 度 , 当外壁 侧 向 土压 力 由静 止 土压 力
[ ] 宗 元 . 土 工 程 试 验 监 测 手 册 [ .北 京 : 国建 筑 工 业 3林 岩 M] 中
邻近深基坑地铁隧道过大位移及保护措施
邻近深基坑地铁隧道过大位移及保护措施陈仁朋;孟凡衍;李忠超;叶跃鸿;胡琦【摘要】以紧邻宁波地铁1号线某区间的深基坑为例,基坑开挖导致邻近左线隧道产生明显的位移和变形,局部位置甚至出现渗漏和开裂.结合现场资料和室内试验,获得硬化土模型参数,建立基坑和隧道共同作用的三维有限元模型,对比基坑开挖影响下隧道位移计算值与现场实测值,通过探究基坑围护结构、周围土体位移规律,分析并比较基坑分块开挖、被动区土体加固以及隔断墙等几种典型隧道保护措施的效果.分析结果表明,基坑分块开挖对隧道保护具有明显作用,而被动区土体加固和隔断墙对隧道保护效果较差.【期刊名称】《浙江大学学报(工学版)》【年(卷),期】2016(050)005【总页数】8页(P856-863)【关键词】数值分析;基坑;隧道;过大位移;分块开挖【作者】陈仁朋;孟凡衍;李忠超;叶跃鸿;胡琦【作者单位】浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,浙江杭州310058;浙江大学岩土工程研究所,浙江杭州310058;浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,浙江杭州310058;浙江大学岩土工程研究所,浙江杭州310058;武汉市市政建设集团有限公司,湖北武汉430023;浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,浙江杭州310058;浙江大学岩土工程研究所,浙江杭州310058;浙江工业大学建筑工程学院,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】TU47目前,地铁隧道建设进入快速发展时期,建设规模越来越大.同时,随着城市的发展,邻近地铁隧道的工程建设越来越频繁,不可避免地会对既有隧道产生影响.地层开挖活动会不同程度地改变地层应力状态并引起地层变形[1-3].邻近既有隧道的基坑开挖会使周围土体产生应力释放和变形,从而间接导致隧道受力特性改变并产生附加变形,甚至会威胁到隧道安全.另外,软黏土具有强度低和结构性强等特点,受扰动后工程特性会发生弱化.因而,修建于软土地层中的隧道在邻近基坑开挖影响下往往会产生较大的变形和附加内力[4-6].基坑开挖会对周围土体产生卸载作用并引起相应变形[7-8].同时,作用在隧道结构上的土压力将发生变化,引起隧道结构内力改变,产生附加变形甚至出现开裂或渗漏等现象.针对基坑开挖对邻近隧道的影响,许多学者展开了研究[9-17].通过解析和半解析法并将隧道假设为弹性梁,Zhang等[9-10]研究了基坑-围岩-隧道相互作用机理.Ng等[11]通过离心模型试验研究了干砂地层中地下室开挖对已建隧道的影响,并通过三维数值分析对试验结果进行了验证.蔡建鹏等[12]从基坑变形预测曲线出发,提出了基坑开挖对邻近管线影响的DCFEM法.针对深基坑开挖对邻近隧道的影响,Huang等[13]利用三维有限元方法研究了隧道与基坑相对位置、隧道直径、开挖范围等因素的影响.然而,已有的研究大多为二维平面应变模型,而针对实际工程的三维分析模型较少.实际上,基坑开挖会使邻近隧道产生纵向不均匀变形,导致隧道结构受损,而在二维平面中是无法分析体现的.因此,针对基坑开挖引起邻近隧道变形的三维有限元分析是有必要的.如何保证基坑开挖影响下的邻近既有隧道安全稳定是工程建设中的关键问题.为此,相关学者研究了分块开挖、土体加固以及隔断墙等措施对隧道保护的作用[16-17].Zhang等[9]研究了基坑分块开挖对地铁隧道变形的影响,发现分块开挖效果较好.然而,针对典型措施对隧道保护有效性的比较分析却不常见.结合现场资料和土体本构模型参数室内试验,本文对某大面积基坑开挖对宁波地铁1号线某区间地铁隧道影响进行了数值分析研究.根据现场实测数据,验证了本文数值分析模型和计算参数的可靠性;结合计算获得的基坑围护结构和周围土体位移规律,比较了包括基坑分块开挖、被动区土体加固以及隔断墙等措施对保护邻近隧道的作用.1.1 区间隧道宁波地铁1号线是连接宁波东西主城区的主要线路.如图1和2所示,区间双线隧道总长约746.5 m,双线隧道轴线间水平距离为12~15 m,拱顶埋深为9~15 m,平均埋深为11.9 m.隧道衬砌内外径分别为5.5 和6.2 m,衬砌环宽为1.2 m,厚35 cm,每环管片由6块管片通过弯螺栓连接而成,管片混凝土强度等级C50.左线隧道(紧邻基坑)自2011年2月28日始发掘进,至2011年5月30日贯通.右线隧道自2011年7月6日始发掘进,至2011年11月5日贯通.1.2 邻近基坑邻近基坑位于双线隧道北侧,基坑围护结构由钻孔灌注桩结合两道钢筋混凝土内支撑组成,混凝土强度等级C30,设计参数及空间位置如图2所示.基坑开挖分为3步:分别开挖至-3.4 、-7.9 和-11.4 m,支撑分别设置于-2.9 和-7.4 m处.基坑开挖始于2011年12月1日,即约在右线隧道开挖完成1个月后;第2道支撑混凝土浇筑于2012年1月11日完成;随后,第3层土方开挖时间段为2012年3月11日至29日.1.3 工程地质条件场地属典型的软土地层,广泛分布着海相沉积的厚层软土,地下水位位于地表以下约1 m.根据土体基本物理力学特性室内外试验,包括含水量、密度、旁压试验等[18],主要土层的物理性质指标如表1所示.表中e0为孔隙比,γ为容重,w为水的质量分数,Ip为塑性指数,K0为静止侧压力系数.②1淤泥和②2淤泥质黏土呈流塑状,属高灵敏度土,具易触变性,其灵敏度分别为5.4和5.8.区间盾构掘进主要穿越地层包括②1淤泥、②2淤泥质黏土、③1粉砂、③2粉质黏土夹粉砂和④2粉质黏土等.基坑底以下一定范围内为②1淤泥,开挖作用下易发生明显的坑底隆起.③1层粉砂为承压含水层,位于该地层内的隧道管片若发生贯穿裂缝,将不可避免地发生渗漏水.基坑开挖第3步期间(至-11.4 m),左线隧道底部出现纵向裂纹并伴有渗漏水.左线隧道40~414环管片均不同程度出现受损,包括错台加大、渗漏水、管片开裂、盾尾充填油脂渗出等现象.同时,现场监测数据也表明左线隧道发生了较大变形和位移.基坑开挖第3步期间,左线隧道水平位移增量最大值大小为33.5 mm,发生在163环处.第221环处监测到的水平收敛、竖向收敛和沉降增量分别为21.9 、16 和25.3 mm.采用通用三维有限元软件PLAXIS 3D进行数值计算.模型中隧道与基坑相对位置关系如图1、2所示.为消除模型范围对计算结果的影响[19],计算边界取基坑4倍开挖深度以外,即模型范围取360 m×260m×40 m.模型顶面自由,侧面设置水平约束,底面设置固定约束.在计算过程中,初始应力生成后和基坑开挖前位移均重置为零.3.1 分析工况首先进行实际施工情况的模拟(工况1),然后再进行基坑分块开挖(工况2)、被动区土体加固(工况3)以及隔断墙(工况4)3种保护措施的模拟.工况1:模拟实际施工过程及措施,验证数值模型和计算参数的可靠性.为与现场工况相符,基坑开挖模拟前先进行隧道施工的模拟.工况2:基坑分块开挖.分析对基坑开挖第2步和第3步进行纵向分块,每块宽约20 m,共分为12块.工况3:被动区土体加固.被动区土体加固沿邻近隧道一侧基坑边进行,加固宽度5 m,深度范围为基坑底以下8 m,加固于基坑开挖前完成.基于水泥土搅拌桩复合地基计算方法[20],取水泥土强度Su=1 MPa,加固后的复合地基弹性模量取120 MPa,有效黏聚力和内摩擦角分别取500 kPa和30°.工况4:隔断墙加固.隔断墙设置于基坑围护桩和左线隧道中间,平面范围约为基坑边界长度的一3.2 材料参数围护桩和隔断桩根据等效刚度的原则等效为钢筋混凝土板.衬砌、围护桩和隔断墙采用6节点板单元模拟.土体和钢筋混凝土支撑分别采用10节点楔形单元和3节点梁单元模拟.为考虑管片接缝对衬砌整体刚度的影响,根据软土地区盾构隧道经验[13]将衬砌环向和纵向刚度折减率分别取为0.7和0.17.另外,考虑结构施工缺陷及服役期间裂缝的形成,模型中结构单元刚度均折减20%[19].土体与结构界面采用12节点界面单元模拟,并对界面强度进行折减(折减因子Rinter).土体采用硬化土模型(HS)[21]和摩尔库伦模型(MC)进行模拟.如表2所示,通过现场取样、室内基本物性试验和基于GDS的三轴等向固结不排水剪切(CIU)试验、等向固结排水剪切(CID)试验和固结排水加载-卸载-再加载试验,获得了数值计算所需土体参数.其中D 为排水分析,U为不排水分析,和分别为HS模型参数中割线模量、卸载-再加载模量和切线模量,E′为有效弹性模量,m为应力相关幂,Rf为破坏比,c′为有效黏聚力,φ′为有效内摩擦角,νur为土体卸载-再加载泊松比,ν为MC模型参数泊松比,Rinter为界面强度折减因子.各结构单元计算参数如表3所示,其中γa为结构相对土体附加容重,E1和E2分别为隧道衬砌纵向和环向弹性模量.为验证数值模型和土体材料参数的可靠性,本文首先分析了工况1左线隧道拱底水平和竖向位移增量.如图3(a)所示,图中Vh为左线隧道水平位移,基坑开挖第3隧道水平位移增量计算值与监测值较接近,Y坐标为隧道在基坑纵向上的位置.同时,如图3(b)所示,图中Vv别为左线隧道竖向位移,基坑开挖第3步隧道第221环竖向位移增量计算值和实测值分别为25.3和23 mm,亦十分接近.因此,可以认为数值模型和材料参数可靠.另外,隧道水平位移和竖向位移均在基坑开挖范围中部位置处明显增大.5.1 围护结构、周围土体和隧道水平位移基坑分块开挖、被动区土体加固和隔断墙等3种措施将会改变基坑围护结构变形,间接地影响邻近地铁隧道.因此,为研究以上几种措施对保护邻近地铁隧道的作用,本文得到了不同措施下基坑开挖完成后B-B断面上围护桩侧向位移Vl,H为埋深.如图4所示,相比其他措施,基坑分块开挖使得相对深部区域即约埋深10 m以下区域的围护桩侧向位移明显下降,这将间接地减小邻近左线隧道的位移.如图5所示, 计算得到了不同加固措施下B-B断面上距坑边d=0.5H处土体深层侧向位移.明显地,相比工况1,基坑分块开挖和被动区土体加固均不同程度地减小了浅部区域(左线隧道拱顶以上)土体的侧向位移.在相对深部区域(约隧道轴线埋深以下区域),基坑分块开挖明显地减小了土体深层水平位移.然而,隔断墙的设置明显地增大了该处土体深层侧向位移,其最大值由84.7 mm增至116.4 mm.这主要是因为位于相对深部区域的隔断桩水平侧移量大于原相应位置处土体的侧向位移,对其周围土体产生了“牵引作用”,从而增大了该处土体的深层侧向位移.相应地,以上保护措施对基坑围护桩水平位移规律的改变将间接影响到邻近左线隧道.如图6所示,相比其他措施,基坑分块开挖有效地抑制了左线隧道的水平位移,这与其对围护桩和隧道周围土体侧向位移的抑制作用相关(图4和5).具体来看,相比工况1即未采取任何保护措施,分块开挖使左线隧道水平位移最大值由112 mm降至65.7 mm.以上基坑分块开挖对控制隧道位移的明显作用与前人研究结论一致[9].同时,被动区土体加固未能有效控制隧道水平位移.然而,隔断墙却增大了隧道水平位移,其最大值由112 mm增至137.2 mm,这与其对隧道周围土体位移的“牵引作用”有关.5.2 地表和隧道竖向位移类似地,不同保护措施也会改变地表竖向位移规律.本文分析了以上几种措施对B-B 断面上地表竖向位移的影响.如图7所示为计算得到了不同措施下的B-B断面上地表竖向位移.从图7中可以发现,相比实际工况(工况1),被动区土体加固和分块开挖有效地限制了B-B断面上地表竖向位移.可能的原因是被动区土体加固和分块开挖减小了基坑底部隆起和围护桩水平位移,从而间接地减小了地表沉降.另外,隔断墙明显减小了基坑边界附近地表竖向位移,包括左线隧道上方地表.如图8所示为不同措施下左线隧道竖向位移.从图8中可以发现,相比其他措施,基坑分块开挖有效地控制了左线隧道竖向位移,使其最大值由-60.8 mm降至-27.3 mm.另外,被动区土体加固和隔断墙降低了左线隧道纵向中部一定范围的竖向位移.以上现象与加固措施对隧道周围土体竖向位移抑制作用有关,这点从地表竖向位移变化规律(图7)可以看出.为研究隔断墙在控制左线隧道水平位移和竖向位移方面表现出的差异作用,如图9所示,分析了C处(图1)隔断墙(工况4)和土体(工况1)的侧向位移,此即前文中提到的“牵引作用”的来源.从图9中可以发现,隔断墙(工况4)在埋深为14.4~24.3 m 内的侧向位移大于同位置处土体(工况1)的侧向位移.同时,隔断墙在基坑开挖作用下发生了明显的整体水平位移.以上是隔断墙增大左线隧道水平位移的主要原因.另外,隔断墙还发生了较明显的弯曲,这可能抑制了周围土体的竖向位移,从而间接地减小了左线隧道的竖向位移.5.3 基坑分块开挖下隧道位移发展规律为更好地了解基坑分块开挖引起隧道位移发展规律,本文还研究了基坑分块开挖中每一小步(图1)引起的隧道水平位移和竖向位移增量.可以发现,如图10所示,基坑开挖第2步,每块土体的开挖都会引起一定的隧道水平和竖向位移增量.随着土体开挖区域向基坑中部移动,开挖引起的隧道峰值位移也相应地向中部移动.这是分块开挖顺序以及每块开挖变形效应累积的结果.并且,最后一块(即第6块)土体开挖引起的水平和竖向位移增量明显高于其他块,这与其位置位于基坑中部有关.通过数值分析和现场实测,对软土地层中基坑开挖对邻近隧道影响进行了研究.比较了基坑分块开挖、被动区土体加固、隔断墙等几种措施对隧道保护的效果.主要结论如下:(1)采用本文数值模型和材料参数分析得到的基坑开挖影响下左线隧道水平位移和竖向位移增量与相应实测值十分接近.隧道水平位移和竖向位移均在基坑中部位置明显增大,此区域应为隧道保护重点区域.(2)基坑分块开挖、被动区土体加固以及隔断墙加固对控制隧道位移发展具有不同的作用.相对而言,基坑分块开挖对控制邻近隧道变形具有非常显著的效果,与Zhang等[9]的研究结论一致,.(3)由于过大的整体位移和弯曲变形,隔断墙减小了邻近隧道的竖向位移却增大了其水平位移和径向位移.隔断桩的作用因其“牵引作用”导致其应用有局限.这一发现与已有的一些研究结论[16]有所区别.。
关于盾构隧道上方基坑开挖对运营线路影响
学术论坛
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
关于盾构隧 道上方基坑开挖对运营线路 影响
徐 兵 王 海 良 ( 江苏省交通科 学研 究院股份有 限公 司 )
【 摘 要】 基 坑开挖 首先要 对基槽 的土 型的时候越贴近实际情况越好,可以有利的 体稳定性作用 ,本工程拟将该加固体范围增
避 免 施 工 现 场 与 计 划 不 符 合 的 复 杂 情 况 出 大 至整个基坑 开挖范 围,使未来高架 改地下 现。 基 坑 开挖 时 处 于 加 固体 中进 行 。通 过 对 基 坑 质 进 行 设 计 规 划 ,决 定 了基 槽 的 土 质 才 能 开 展 下 一 步 的 工 作 。选 择 合 适 的 基 坑 开挖 手段 是 十 分 重 要 的 ,对 于基 坑 情 况 进 行 评 估 之 后 选择合适的 开挖手段 可以有效的 坚守施工难 度 和 施 工 强度 。 对基 坑 开 挖 施 工将 要 遇 到 的 障碍要 制定合 适的方法去 处理 ,并且选 用合
2 、工程施工背景具体情 况 内土体改 良避 免发生地质灾 害的可 能,同时 工程所 处为长江冲积平原 区, 地势低平 控制 既有 隧道 的变 形减少 对运 营线 路 的影 地面高程一般在 8 ~1 0 m,上覆全新统松软 响 。 粘性土层 ( Q4 ),主 要 由粉 质 粘 土 、淤 泥 质 4 . 4 分 析 工 况 K2 P)泥 岩 , 为 了体现采用加 固体和未采用加 固的区 适 的 器 械 对 基 坑进 行 规 范 的 开挖 。 土质 、地 粉 质 粘 土 组 成 ;基 岩 为 浦 口组 ( 下 水 位 的 高度 、 开 挖 方 法 、 开挖 机 械 、 运 输 基 岩 埋 深 2 5 m左右 。 别 ,在 基 坑 开挖 过 程 的模 拟 中分 别 采 用 原 状 3 、 限元 模 型 构 建 地质 开 挖及 加 固后 开挖 两 种 情 况 进 行计 算 , 道路、施工过程 中的季节与天气、地下管线 及文物等 。施工前应确定一套 由监理单位认 计算采用 MI DAS G T S软件进行 ,采用 计算 采用了下列工况: 可 的施 工 方案 ,深 基 坑 应 由专 家论 证 。 另 外 地层结构法 ,以 S o l i d实体单元模拟土层 , 工况一:初始状态为地铁盾构隧道 己投 基 坑 开挖 时 的 土质 问题 一 旦 与 设 计 好 的 土 质 以 P l a t e 壳单元模拟连续墙 以及管 片的结构 , 入运营 , 周边土体 己基本完成功后变形沉降 , 有偏 差。应该 立刻制定 完善计划 。施工过程 以 b e a m 梁单元模拟 内支撑体系 。对 于土层 处于稳定状态 ,地层应力场主要 由土体 自 身 中如 发 现 与 地质 报 告或 预 定 的施 工 方案 不符 与各结构之间的接触采 用共 用节 点的方式进 及地面车辆超载形成 。 应报 建设单位或监理单位 。必要 时还要报设 行模拟。 工况二 :在施 工场地 内施作基 坑围护 结 地下连续墙 ),并开挖基坑 内土体 至第 计单位进 行设计变更。 . 对土层,采用 Mo h r . C o u l o m b本构关系 构 ( 【 关键词 】 基坑结构 ; 基 坑施工 进行模拟 ,对连续墙、管片及支撑体系则按 道 支撑下 0 . 5 m,并架设第一道支撑。 照L i n e a r E l a s t i c本构关系进 行模拟 。 工况三:开挖基坑内土体至第二道支撑 在基础设计位最按基底标高和基础平面 4 、施工过程模 拟与计算结 果. 下0 . 5 m ,并 架 设 第 二 道 支 撑 。 尺寸所开挖 的土坑 。开挖前应根据地质水文 4 . 1计 算 与 估 测 初 应 力 工 况 四 :开 挖 至 基 坑 底 。 资料 ,结合现场 附近建筑物情况 ,决定开挖 考 虑岩土体 的 自重应力 ,忽略其 构造应 4 . 5 分 析 结 果 方 案 , 并作 好 防 水排 水 工 作 。 开挖 不 深 者 可 力 , 在 分 析第 一 步首 先计 算 岩 土体 的 自重 应 有 限元 数 值 计 算 为基 坑 开挖 过 程 造 成 的 用放边坡的办法 ,使土坡 稳定 ,其坡度大小 力场,并且在 自重应力场中还产生了初始位 地面沉 降 ( 终态 )提供 了重要 的设计 依据 。 按有关施工规程确定。开挖较深 及邻近有建 移 。 在 继 续 分 析 后 续 施 工 时 , 得 到 的 位 移 结 计算 结果表 明但 采用原状 土开挖造成基底隆 筑物者 ,可用基坑壁支护方法,喷射 混凝土 果中累加了初始位移;而现实中的初始位移 起超 过 5 . 7 c m,基坑顶地面隆起超过 3 c m, 护壁方法 ,大型基坑甚至采用地下连续墙和 已经结束 ,对基坑开挖没有影响 ,因此在后 均 不符合 基坑设计的沉降要求;而才用地层 钻孔灌注桩连锁等方法 , 防护外侧土层坍入; 面 的每 个 施 工 阶 段 分 析 位 移 时 ,需 要 减 去 初 加固改 良土体条件后开挖造成基底隆起不超 在 附 近 建 筑 无 影 响 者 ,可 用 井 点 法 降 低 地 下 始 位 移 场 。 过0 . 3 c m,基 坑 顶 地 面 隆 起 不 超 过 0 . 2 c m,均 水位 ,采用放坡 明挖 ;在寒冷地区可采用天 4 . 2现实 开挖 的情况 符合基坑设计的沉 降要求 。 然冷气冻结法开挖等等 。 可以采用 单元激 活和钝化技术来实现材 由于坑 内的开挖卸载 ,使 隧道发 生向上 在基坑 开挖 的过程 中防水 的重要性是不 料的消除和添 加。对 于基坑 开挖和支护 ,采 的位 移 , 引 起 的位 移 变 化 量 在 6 . 0 mm ̄ 可忽视 的,如 果工程 因为防水 问题而 出现事 用此项技术可有效达到 目的。在 计算过程 中 3 1 . 0 mm 之间 ,利用 隧道 向上的变形计 算了 故就 是极重大 的. 一 般来说在 做基坑 防水 的 科直接选择将被挖去的单元进行钝化,以实 隧道变形后 的曲率半径 ,由于坑 内的开挖卸 时候应该先打垫层,趁天气 还未完全进入雨 现开挖过程的模拟 。增加支护时 ,将相应支 载 ,使 隧道 发生向上的位 移,引起的位移变 季 ,先打垫层 。在垫层铺设完毕之后还要在 护部分激活 ,单元激活时具有零应变状态 。 化 量在 0 . 5 mm ̄ 2 . 0 mm 之间,利用隧道 向上 基 坑 开 挖 地 点 挖 盲 沟 ,集 水 坑 ,准 备 工 程 抽 4 - 3 工 程 应 对 方 案 的变形计算了隧道变形后的 曲率半径 。 水 机 ,准 备 随 时抽 水 。另 外 如 果 以上 两 条 都 由 于本 工程 涉 及 到 的土 质 土 层 为 淤 泥 质 以开 挖 卸 荷 引 起 隧 道 结 构 的 向上 附加 变 不进行 的话 ,就要等到等下完雨换土 。再做 粉质 粘 土其 稳 定性 不 高 ,在 工 程 开展 之 后 极 形 小 于 2 0 . 0 mm, 附加 曲率 半 径 大 于 2 0 0 0 0 m, 垫层在继续 向上做 。会耽误工程 的进度 ,在 容易因为地层变化及 一系列 的地质灾变而发 为满 足 隧道 安全和 正常 运营 控制 要求 的条 定程度 上影 响工程 的质量 ,此外如果放坡 生意外,因此对于其采取措施是必然 的。 件 ,原状土体开挖不满足要求 ,而加 固后 土 的话,要处理护 坡,覆膜或者 打砂浆 ,是一 卸荷规模是影响地铁 隧道周围位移场、 体可满足要求 。 种比较繁琐的防水做法,建议还是在雨季之 应 力 场 和 隧 道 变 形 隆 起 量 的 一 个 重 要 因 素 。 5 、 结 语 前做最初的两条好准备。 对于既有隧道上方的基坑开挖,卸荷规模 已 对 于不同的地质 结构开展的地质工程是 1 、 工程 介 绍 既 定 ,基 坑 的卸 荷 范 围 及 基 坑 与 己建 轨 道 交 需 要 多 方 面考 虑 的 , 因 为 盾 构 隧 道 虽 然 可 以 本工程的施工方案 目的是为 了缓解华东 通隧道 的距离也 已确定 。虽然随着卸荷规模 减 轻此处交通 压力但是旖工方面对于计算和 某城市 的交通压力 ,以隧道式架设来缓解此 以及 方 式 的不 同 ,对 隧 道 的响 应 不 尽 相 同 , 设计的要求就格外严格 ,因为此地 的土质土 城市 巨大 的交通压力 以隧道绕过地铁高架桥 但 是在 同一地 区或近似相 同的地质条件 、场 层容易受到外界影响而导致隧道坍塌 ,因此 的方式增加交通流动量 ,但城市规划决定 以 地环境, 且土 体具有相 当应力历史 的条件下 , 对于此工程的设计方案就要着重审核后期 隧 盾构隧道取代 高架用 以缓解交通十字路 口枢 开挖卸荷对地铁 隧道产 生的附加应力和 自身 道加固和防止坍塌 的手段 ,争取做 到百年 工 纽处 的交通压 力,达到更 加顺 畅的交易通 目 变形起主要作用。 程 的口号 ,减少 工程施 工疏 忽的问题而引发 的。 基坑开挖, 对隧道而言是卸除拱顶覆土, 的安 全 隐 患 。 根据规划施工顺序,高架改地下方案将 当覆土较深的情况下,基坑开挖对隧道影响 参 考 文献 : 于拟建地铁运营后实施,地下基坑开挖时将 会较少 ,但项 目工程基坑较深 ,基底至拱�
基坑开挖对邻近地铁隧道的影响及加固保护措施
基坑开挖对邻近地铁隧道的影响及加固保护措施发表时间:2019-07-01T10:20:34.870Z 来源:《建筑模拟》2019年第19期作者:张秀华[导读] 伴随着社会经济发展,我国积极地研究国外修建地铁的技术,进而提高自身修建地铁的水平,从而为人民群众提供良好的交通环境。
张秀华江苏省无锡市政设计研究院有限公司江苏无锡 214000摘要:伴随着社会经济发展,我国积极地研究国外修建地铁的技术,进而提高自身修建地铁的水平,从而为人民群众提供良好的交通环境。
基坑开挖是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。
倘若施工人员在地铁周边开展基坑开挖工作,就容易影响地铁正常运行。
因此,基坑开挖管理人员需要采取措施,积极地解决的这些问题。
本文主要分析了基坑施工对邻近地铁隧道的影响,并且积极地探讨了关于降低基坑开挖对邻近地铁隧道的影响的加固措施,防止地铁变形,提高地铁运行水平。
关键词:基坑;开挖;加固措施;保护;邻近地铁隧道;影响;探析引言在新的发展阶段,各国不仅在地面上建设交通基础设施,而且积极地挖掘地下资源在交通订运输之中的价值,逐渐创造了全面、立体化发展城市交通的局面。
最初,国外研究人员通过坚持不懈的实践研究,建立了地下交通网(地铁),大大提高了运输效率。
由于我国经济水平的提高,人民的生活质量也在提高。
如今,越来越多的人购买汽车作为交通工具。
从目前现状来看,我国人口数量逐渐增多。
在这种情况之下,我国交通压力逐渐加大。
基于此,我国有必要主动地建设地下交通设施。
不过,施工人员在具体的建设过程中或者地铁在运营期间等,也会受到外界因素的影响。
比如,基坑工程施工活动影响邻近地铁隧道的稳定性等等。
基于此,基坑开挖人员有必要运用一定的加固技术,进而保护邻近地铁隧道,从而保证地铁健康运转。
一、基坑开挖对邻近地铁隧道的影响分析(一)评估工作技术路线为了提高基坑施工水平,工程负责人有必要在总结开挖基坑工作经验的基础之上,根据实际施工地点等,确定科学的技术路线。
基坑开挖对邻近地铁隧道变形的影响ppt课件
1 隧道变形的力学机理
竖向位移出现隆起和下沉两种情况。 开挖后,对于A类基坑,隆起位移;对于C类基坑,下沉位移。
图2-2 基坑开挖对隧道竖向位移的影响
降水引起土体的有效应力增加,导致隧道下沉。 竖向位移,受基坑开挖卸荷与降水加荷双重因素的共同影响。
2 模型建立
2 模型建立
定义边界
开挖深度12m,宽30m,长60m 边界尺寸取长160m,宽130m,深52m。
定义土层
添加钻孔,杭州东部粉质土层(四层) 土体本构模型釆用土体小应变硬化模型。
定义结构单元
开挖面:-1m、-5m、-9m、-12m 盾构隧道 :水平距离6m,埋深10m。D取6.2m,轴线长度160m。 支护结构:地下连续墙(板单元),腰梁与支撑(梁单元)
2)支撑刚度对隧道变形的总体影响并不十分显著,与支撑的位置有关。 支撑位置越靠近隧道底,支撑刚度对隧道变形的影响越大。增加支撑刚度 可以适当减小隧道的变形。
3)基坑开挖时,临近地铁隧道受初始地下水位的影响比较显著,初始地下 水位越浅相应的影响就越强。在施工时需要时刻监视地下水位的变化,掌 握地下水位变化对隧道位移、收敛的影响状况,做到信息化施工。
工程概况
杭政储出地块场地位于杭州市下沙经济技术开发区,包括86-1和86-2两 个地块。本基坑工程位于 86-2 块地。设有连通的三 四层地下室。工程周边 管线复杂,距杭州地铁一号线运营段最近距离仅 5m,设计基坑安全等级为 一级。基坑周边环境如下图所示。
2 模型建立
基坑开挖深度12m。 围护结构采用地下连续墙+内支撑联合支护。 地下连续墙的入土深度为10m,厚度0.8m。 共设3道内支撑(-1m、-5m、-9m),截面面积取0.8m2
浅议地铁盾构隧道重叠下穿施工对上方已建隧道的影响
浅议地铁盾构隧道重叠下穿施工对上方已建隧道的影响作者:蔡智宇来源:《城市建设理论研究》2013年第25期摘要:随着时代的发展和社会经济的进步,城市化进程在逐步的加快,城市地铁的发展速度越来越快,那么就需要进一步的开发和利用地下空间;在这种情况下,各种形式的近接施工就不可避免;其中,非常常见的一个问题就是重叠下穿隧道施工。
本文简要分析了地铁盾构隧道重叠下穿施工对上方已建隧道的影响,希望可以提供一些有价值的参考意见。
关键词:盾构隧道;重叠;等效刚度中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:1、工程概况广州地铁三号线某盾构隧道,区间有着很长的距离,沿途既有大片农田,又有着密集的地面建筑物,其中,盾构隧道右线区间全长为2500米,盾构隧道左线区间全长为2300米。
盾构区间隧道埋深为2D,D指的是衬砌管片环外直径,主要位于中风化和微风化岩层内,围岩风化带层位有着十分大的起伏变化。
隧道进出口段是淤泥地层,这些淤泥接近于饱和,并且容易液化,容易出现塌方、流砂以及流泥等问题,软土容易触变,自身结构性不好;泥岩和粉砂质泥容易风化和开裂,遇到水会软化。
区间盾构隧道衬砌管片环的制成材料是C50钢筋混凝土,管片环外直径为5000毫米,内直径为4500毫米,管片厚度为350毫米,幅宽为1000毫米。
管片结构由1个封顶块、2个邻接块和3各标准块给构筑成衬砌环。
2、研究内容依据研究地铁区间盾构隧道穿越地层地质情况,采用了满足几何相似比为1比40和容重相似比为1比1的室内相似模型试验,来研究了新建盾构隧道施工所引起的上方已建重叠隧道的纵向变形、纵向附加弯矩和轴力来进行研究,采用室内相似模型试验和三维有限元数值计算相结合的研究手段,来对比验证了新建盾构隧道施工所引起的已建上方隧道横向变形和附加内力的影响。
土体相似材料:依据各个地层土体特性以及地质勘探结果来配置土地相似材料,具体来讲,考虑的因素主要这些,土体容重、凝聚力、内摩擦角、泊松比和弹性模量等等。
