資源描述：
《盾構(gòu)隧道開挖引起的地表沉降規(guī)律.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、盾構(gòu)隧道開挖引起的地表沉降規(guī)律摘 要:地表沉降值是衡量開挖方式是否合適的關(guān)鍵指標,因此監(jiān)測和預(yù)測地表沉降有重要的實際意義。在文中,根據(jù)對盾構(gòu)法開挖隧道引起的地表沉降監(jiān)測資料,做出了觀測斷面中心點的速度直方圖和觀測斷面中心點位移隨盾構(gòu)機推進的位移變化圖。通過分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)盾構(gòu)機到達測量斷面前5ｍ～8ｍ后,地表測點的變形達到最大隆起值,然后測點的變形速度為負值,開始向下運動;在盾構(gòu)機通過測量斷面大約25ｍ后,測點位移幾乎不再增加,變形速度也變得很小。關(guān)鍵詞:地表沉降;盾構(gòu)機;測量斷面由于盾構(gòu)法具有不影響地面交通、對周圍建(構(gòu))筑物影響較小、適應(yīng)軟弱地質(zhì)條
2、件、施工速度快等優(yōu)點,在地鐵工程中得到廣泛應(yīng)用。地下施工不可避免地會對周圍土層產(chǎn)生擾動,從而引起地面沉降(或隆起),這將使鄰近建筑物受到不同程度的影響,并可能危及地下電纜、水管、煤氣管道等設(shè)施的正常使用。因此,究竟會發(fā)生多大的沉降或隆起,會不會影響相鄰建筑物的安全,是地鐵隧道盾構(gòu)施工中最關(guān)鍵的問題。所以,在施工中對隧道沿線進行地表沉陷監(jiān)測是必不可少。它能使現(xiàn)場施工人員及時了解由盾構(gòu)推進所引起的地面沉陷及附近建筑物或地下管線因此受到的危害程度,以便擬定有效保護措施,并對其實施效果進行跟蹤監(jiān)督[1]～[3]。本文以某地鐵盾構(gòu)隧道的地面沉降觀測為基礎(chǔ),詳
3、細分析了開挖過程中和完成后的沉降規(guī)律,這對評價開挖對地面建筑及地下管線的影響有一定的指導(dǎo)意義。1地表沉降的影響因素及其發(fā)展過程影響盾構(gòu)隧道地表沉降因素有渣土倉壓力、地層性質(zhì)、盾尾注槳開始時刻、注漿量和注漿壓力、出土量及盾構(gòu)推進速度等,而地表沉降是這些因素綜合影響的結(jié)果。地層沉降主要取決于地層類型、盾構(gòu)機類型及施工狀況。沉降歷時曲線可分為5個階段,如圖1所示[4]:(1)先行沉降:指自隧道開挖面距地面觀測點還有相當(dāng)距離(數(shù)十米)開始,直到開挖面到達觀測點之前所產(chǎn)生的沉降。(2)開挖面前的沉降和隆起:指自開挖面距觀測點極近(約幾米)時直至開挖面位于觀測
4、點正下方之間所產(chǎn)生的沉降或隆起現(xiàn)象。(3)盾尾沉降。指從開挖面到達觀測點的正下方之后直到盾構(gòu)機尾部通過觀測點為止這一期間所產(chǎn)生的沉降,主要是土的擾動所致。(4)盾尾空隙沉降。指盾構(gòu)機的尾部通過觀測點的正下方之后所產(chǎn)生的沉降,是盾尾空隙的土體應(yīng)力釋放所引起的彈塑性變形。(5)后續(xù)沉降。指固結(jié)和蠕變殘余變形沉降,主要是地基擾動所致。這些沉降多非同時發(fā)生,地基條件和施工狀況不同,沉降的類型也有所不同。2地質(zhì)概況3該隧道位于新華夏系第二沉降帶的區(qū)域構(gòu)造背脊之上,在勘探深度范圍內(nèi)未見斷層活動跡象。其埋深為15ｍ左右;開挖直徑為5.7ｍ。從上往下,土層依次為人
5、工填土層、粘質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土、粉細砂和中粗砂、圓礫和卵石、粘質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土。3觀測數(shù)據(jù)分析在隧道沿線地表共連續(xù)布置了17個斷面,每個斷面布置了7個測點。在測量斷面上測點分布形式,如圖2所示。測量斷面上的中心點位于隧道中心線上。隨著盾構(gòu)機推進,測量各個測量斷面上各測點的高程變化,得到各點的沉降值。3.1觀測斷面沉降曲線分析根據(jù)觀測到的每個斷面上各個測點的沉降值,畫出測量斷面沉降曲線。通過做出的各個斷面的沉降曲線,得出如下規(guī)律:(1)當(dāng)盾構(gòu)機工作面在測量斷面前大約3ｍ之前,各個測點的沉降值基本相等,即發(fā)生整體隆起或下沉,如圖3ａ所示。(2)當(dāng)盾構(gòu)機通過測
6、量斷面后9～27ｍ之間位移增加值變小,這說明從這以后盾構(gòu)的推進對該斷面的影響不大。(3)位移增加最快的點一般位于盾構(gòu)機通過測量斷面0～12ｍ。在這段距離內(nèi),產(chǎn)生的沉降值在4～5ｍｍ之間。因此,在該區(qū)間要加強觀測,以防發(fā)生大的沉降。(4)沉降標準正態(tài)分布曲線不是在沉降最初階段就出現(xiàn),而是在沉降發(fā)生的圖1所示的第2、3、4階段出現(xiàn),如圖3ｂ所示;而且其出現(xiàn)點也沒有規(guī)律。這說明地層沉降的變化過程無法用正態(tài)分布曲線(即Ｐｅｃｋ公式)描述,只能用它來描述在該點以后的沉降發(fā)展。(5)在有些斷面,沉降標準正態(tài)曲線的出現(xiàn)點與位移增加變緩點重合,因此沉降標準正態(tài)曲線
7、的出現(xiàn)也在某種意義上說明位移從該時刻起開始緩慢變化。(6)從位移增加變緩點開始,地表各點的位移仍然增加,直到出現(xiàn)最大沉降值。(7)每個測量斷面兩個邊點的沉降值變化沒有明顯的規(guī)律。但是,在同一個斷面的兩個邊點的沉降規(guī)律基本相同。在盾構(gòu)機推進過程中,有時由于其它因素的影響地表位移還會發(fā)生反彈。3.2觀測斷面中心點的沉降速度分析沉降速度柱狀圖中的速度是指盾構(gòu)機每推進1ｍ,在測量斷面中心點產(chǎn)生的沉降值。因為,在開挖中,影響測點沉降值的關(guān)鍵因素不是時間,而是盾構(gòu)機的推進,雖然土也會隨時間發(fā)生固結(jié)和蠕變變形,但是,所監(jiān)測到的仍是土的瞬時變形。另外,圖中負距離表
8、示盾構(gòu)機已經(jīng)通過測量斷面,下同。從做出的觀測斷面中心點的沉降速度直方圖,可見:(1)沉降速度一般為-0.5～1ｍｍ/ｍ之間
