地鐵隧道施工過古城墻地表變形及控制措施

文章就盾構(gòu)法地鐵隧道施工導(dǎo)致地表變形的相關(guān)問題進(jìn)行分析探究，結(jié)合諸多影響因素，首先分析了盾構(gòu)法地鐵隧道施工的地表變形影響因素，包括施工方法與地層性質(zhì)兩方面，進(jìn)而總結(jié)并提出了盾構(gòu)法地鐵隧道施工地表變形的策略，指出要優(yōu)化盾構(gòu)施工監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)，重視并落實(shí)施工段的渣土改良，強(qiáng)化隧道施工開挖面穩(wěn)定性技術(shù)運(yùn)用，所得結(jié)論對(duì)類似工程具有一定的借鑒作用。

以南京地鐵1號(hào)線許府巷—南京站區(qū)間隧道為背景,結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及各項(xiàng)掘進(jìn)參數(shù)設(shè)置,對(duì)土壓平衡盾構(gòu)在富水飽和粉土、粉砂夾細(xì)砂、粉細(xì)砂地層中掘進(jìn)引起的地表變形過程和分布規(guī)律進(jìn)行分析,并使用有限差分法程序flac3d對(duì)考慮盾構(gòu)施工工序、地下水位、土倉壓力和注漿等因素的地表變形進(jìn)行模擬計(jì)算分析。實(shí)測(cè)分析結(jié)果表明地表變形特征為:沉降速率大,測(cè)點(diǎn)最大沉降速率在-12~-15mm.d-1之間;地層穩(wěn)定快,盾尾脫出2~3d后地層即趨于穩(wěn)定;影響范圍小,盾構(gòu)掘進(jìn)對(duì)隧道縱向地表的擾動(dòng)在刀盤前方約10m至盾尾后方16~20m的范圍內(nèi),橫向地表沉降主要分布在隧道中心線兩側(cè)各5~7m的范圍內(nèi),地表距中心線20m以外幾乎不受影響。模擬計(jì)算地表沉降分布結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本吻合。

當(dāng)?shù)罔F隧道近鄰既有建(構(gòu))筑物施工時(shí),隧道與建筑物之間將不可避免發(fā)生動(dòng)態(tài)的相互作用,而這種作用的起因源于地鐵隧道的開挖擾動(dòng)作用,地鐵隧道與建(構(gòu))筑物二者之間的相互作用通過地層這一媒介發(fā)生,而地表沉降大小二者之間的相互作用程度密切相關(guān),因此,有必要對(duì)地鐵隧道施工引起的地表沉降研究進(jìn)行綜述分析,后后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。

北京地鐵10號(hào)線雙井站—?jiǎng)潘烧緟^(qū)間左線在k23+370附近下穿永3樓,下穿長度12m左右,然后從16層居民樓側(cè)下方穿過(樓房與結(jié)構(gòu)外皮最近水平距離僅2.935m)。采用原設(shè)計(jì)方案施工,監(jiān)測(cè)結(jié)果及理論分析表明建筑物不均勻沉降將超過允許值。采用優(yōu)化后的設(shè)計(jì)參數(shù)保證了建筑物的安全,為工程順利建設(shè)提供技術(shù)支持,并對(duì)以后類似環(huán)境條件下工程積累經(jīng)驗(yàn)。

基于控制理論,建立了城市地鐵隧道工程地表沉降的理論控制模型;結(jié)合動(dòng)態(tài)規(guī)劃原理,提出了城市地鐵隧道工程地表沉降動(dòng)態(tài)最優(yōu)控制策略制定程序。文章對(duì)深圳地鐵大劇院站～科學(xué)館站區(qū)間三連拱隧道工程地表沉降的控制問題進(jìn)行了理論探索,取得一些有意義的成果,為該工程的順利實(shí)施提供了重要的依據(jù)并具有一定的指導(dǎo)作用

地鐵隧道施工變形監(jiān)測(cè)控制——隨著城市建設(shè)的開展，地鐵沿線的深基坑越來越多，如何在基坑開挖中保護(hù)正在運(yùn)行中的地鐵隧道，是一個(gè)十分現(xiàn)實(shí)的問題，本文針對(duì)地鐵隧道的施工變形影響。提出了減小隧道位移的各項(xiàng)技術(shù)措施。

隨著城市建設(shè)的開展,地鐵沿線的深基坑越來越多,如何在基坑開挖中保護(hù)正在運(yùn)行中的地鐵隧道,是一個(gè)十分現(xiàn)實(shí)的問題,本文針對(duì)地鐵隧道的施工變形影響,提出了減小隧道位移的各項(xiàng)技術(shù)措施。

研究地裂縫影響區(qū)內(nèi)存在可弱化土體的不利因素情況下,西安黃土地區(qū)地鐵隧道暗挖斜穿地裂縫施工所誘發(fā)的地表及隧道相關(guān)變形規(guī)律。通過flac3d模擬預(yù)測(cè)施工變形規(guī)律,并與實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,得到以下結(jié)論:(1)flac3d模擬表明,隧道暗挖施工穿越地裂縫時(shí)裂縫臨近處收斂值會(huì)在初期出現(xiàn)短暫負(fù)收斂現(xiàn)象;(2)地表在地裂縫影響帶的差異沉降發(fā)展集中在穿越前和穿越過程中,而拱頂上下盤差異沉降主要集中在穿越過程中;(3)當(dāng)?shù)亓芽p影響帶內(nèi)存在可弱化土體強(qiáng)度的不利因素時(shí),地表最終沉降的峰值點(diǎn)會(huì)向不利因素處移動(dòng);(4)拱頂最終沉降的峰值點(diǎn)基本在隧道軸線和裂縫的相交處,其受地表的土體弱化因素影響較小。

通常情況下,地鐵的隧道都是建在城市地表之下,這就會(huì)使地鐵的施工非常容易受到地面建筑物以及地下管線等的影響,所以在進(jìn)行城市地鐵的施工時(shí),要對(duì)沉降進(jìn)行嚴(yán)格的控制。以國內(nèi)某城市地鐵隧道工程施工為例,分析產(chǎn)生地表沉降的原因,提出對(duì)地表沉降進(jìn)行有效預(yù)防的措施以及在沉降較大時(shí)如何進(jìn)行有效治理。

以徐州軌道交通3號(hào)線穿越某框架建筑物為工程背景,運(yùn)用midas/gts數(shù)值計(jì)算等方法揭示地鐵隧道施工過程中地表的沉降規(guī)律及隧道以不同穿越角度時(shí)建筑物基礎(chǔ)的沉降規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明隧道盾構(gòu)施工引起的地表不均勻沉降差值較大;不同角度穿越地表建筑時(shí),基礎(chǔ)沉降分布形態(tài)由對(duì)稱分布逐漸轉(zhuǎn)向單側(cè)傾斜,橫向相鄰柱的基礎(chǔ)沉降差變化較小,縱向相鄰柱的基礎(chǔ)沉降差迅速增大,隧道中線附近的柱為最不利位置,計(jì)算結(jié)果可供類似選線工程借鑒。

為評(píng)估城市地鐵隧道豎井施工產(chǎn)生的地表沉降,結(jié)合深圳地鐵5號(hào)線某暗挖區(qū)間豎井施工,采用有限元和流固耦合方法對(duì)該豎井的降水及開挖施工進(jìn)行三維數(shù)值模擬分析,得到豎井降水和開挖引起地表沉降的變化和分布。根據(jù)地表沉降計(jì)算結(jié)果可得到如下結(jié)論:1)豎井單純進(jìn)行開挖而不降水引起的地表沉降遠(yuǎn)小于開挖和降水耦合作用引起的總沉降;2)距豎井越近,開挖引起的沉降占總沉降比例越大;距豎井越遠(yuǎn),降水引起的沉降占總沉降的比例越大;3)在地表最大沉降處降水產(chǎn)生的沉降占到了總沉降的65%。

地鐵的修建能夠加快城市化的進(jìn)程，然而地鐵是利用地下空間來發(fā)揮其應(yīng)有的功能，所以會(huì)給地表變形產(chǎn)生一定影響。無限發(fā)揮地下空間加快人類的發(fā)展無疑是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，但是由此帶來的一系列的負(fù)面影響也應(yīng)該引起有關(guān)部門的注意，所以，在地鐵隧道施工過程中，加強(qiáng)對(duì)地鐵施工時(shí)給周邊造成影響的控制，才能更好的改善人們的生活水平。

利用數(shù)值分析軟件ansys建立彈塑性有限元模型;考慮位于區(qū)間隧道軸線不同位置的鄰近樁基及不同樁長情況,對(duì)區(qū)間隧道施工誘發(fā)鄰近樁基的變形進(jìn)行數(shù)值仿真試驗(yàn)分析,同時(shí)分析隧道開挖后土體與樁體參數(shù)等因素對(duì)鄰近樁基變形的影響。數(shù)值仿真試驗(yàn)結(jié)果表明:地鐵隧道開挖后樁體發(fā)生傾倒變形,樁端與洞軸線的相對(duì)位置及樁端土性對(duì)樁基變形有明顯的影響,有樁側(cè)隧道周圍向洞內(nèi)的水平位移比無樁側(cè)的水平位移小,且隨樁長增加,兩者差別增大。

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(duì)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)。

地鐵隧道建設(shè)過程中主要通過地表沉降監(jiān)測(cè)反映盾構(gòu)施工的安全狀態(tài),peck公式一直被認(rèn)為是最簡單實(shí)用的隧道施工期地表沉降計(jì)算方法,因此針對(duì)其適用性和參數(shù)取值問題是人們研究的重點(diǎn)。文中結(jié)合盾構(gòu)施工的特點(diǎn),探討盾構(gòu)施工中引起地層擾動(dòng)的主要因素,通過在建地鐵隧道的實(shí)測(cè)地表沉降數(shù)據(jù)分析peck公式的適用性和參數(shù)取值問題,并探討了幾種特殊情況下的地表沉降規(guī)律,以指導(dǎo)施工方案的調(diào)整,減小施工的環(huán)境影響,同時(shí)保證隧道自身的施工質(zhì)量。

地鐵隧道施工過程中,地表沉降對(duì)施工安全有重大影響.本文通過對(duì)烏魯木齊一號(hào)線施工中沉降量的實(shí)地監(jiān)測(cè),對(duì)各監(jiān)測(cè)斷面的最大沉降量及橫向沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,并采用與flac3d數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比分析的方式,探討隧道施工過程中地表沉降的規(guī)律,得出了隧道施工過程中地表沉降規(guī)律類似于正態(tài)分布曲線,隧道中心軸為沉降量最大位置且向兩側(cè)逐步減小,沉降量隨時(shí)間變化形成反\"s\"曲線的規(guī)律,為后續(xù)地鐵隧道施工控制提供指導(dǎo).

地鐵隧道施工引起地表橫向沉降預(yù)測(cè)方法——介紹了目前地鐵隧道施工引起地表橫向沉降預(yù)測(cè)的常用方法--經(jīng)驗(yàn)公式法、理論公式法、數(shù)值模擬法及bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)報(bào)法。討論了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及選用建議。

我國很多大城市的交通情況非常緊張,自從改革開放初期開始這種情況便已經(jīng)開始呈現(xiàn)出來?，F(xiàn)在各大城市交通條件逐漸惡化,車均道面積也在逐漸下跌,同時(shí)這些城市的噪聲污染和空氣污染也嚴(yán)重超標(biāo),從而對(duì)廣大市民的身心健康帶來了嚴(yán)重的不良影響。所以大力發(fā)展城市快速軌道交通,在城市中心區(qū)域建設(shè)地下鐵道,一方面可以有效緩解地面的交通堵塞情況,解決市民乘車難的問題,另一方面對(duì)于城市環(huán)境保護(hù)工作的順利進(jìn)行也是非常有利的。

筆者大概屬于最后一撥見過北京城墻的人。早年間，對(duì)于城里很多人來說，去西郊的頤和園春游，還是一件大事。一般都是天還沒大亮，就要搭乘11路或7路無軌電車（111和107路的前身），去當(dāng)時(shí)的總站西直門，換乘32路郊區(qū)車（相當(dāng)于現(xiàn)在的332路）。而換車地點(diǎn)，就在古城防的一個(gè)門洞里。箭樓飛檐的剪影，隱現(xiàn)在幽幽的天光下，今天回憶起來，很有幾分漢關(guān)秦月般的歷史感。

古城墻調(diào)研(2)

西安古城墻

地鐵隧道施工變形監(jiān)測(cè)技術(shù)及數(shù)據(jù)處理分析研究