南京地鐵盾構(gòu)施工引起的地表沉降分析

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1、南京地鐵盾構(gòu)施工引起的地表沉降分析????摘要：南京地鐵盾構(gòu)施工引起的地表沉降分析?摘　要　結(jié)合南京地鐵某區(qū)間的盾構(gòu)施工,分析實(shí)測(cè)的斷面數(shù)據(jù),得出盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)地表影響的主區(qū)域和次區(qū)域,明確了盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)對(duì)地表的影響范圍。通過(guò)對(duì)比Ｐｅｃｋ法計(jì)算值和實(shí)測(cè)值,驗(yàn)證現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)是否適合南京地區(qū)的實(shí)際情況。通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)曲線的擬合和數(shù)值計(jì)算得到沉降槽半寬度,改進(jìn)了地表沉降槽寬度系數(shù)的取值范圍,有助于盾構(gòu)法在南京地區(qū)的推廣和應(yīng)用。關(guān)鍵詞　地鐵,隧道施工,盾構(gòu)法,地表沉降??????在人口密集、建筑設(shè)施密布的城市中進(jìn)行盾構(gòu)法施

2、工,由于巖土開挖不可避免......南京地鐵盾構(gòu)施工引起的地表沉降分析?摘　要　結(jié)合南京地鐵某區(qū)間的盾構(gòu)施工,分析實(shí)測(cè)的斷面數(shù)據(jù),得出盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)地表影響的主區(qū)域和次區(qū)域,明確了盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)對(duì)地表的影響范圍。通過(guò)對(duì)比Ｐｅｃｋ法計(jì)算值和實(shí)測(cè)值,驗(yàn)證現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)是否適合南京地區(qū)的實(shí)際情況。通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)曲線的擬合和數(shù)值計(jì)算得到沉降槽半寬度,改進(jìn)了地表沉降槽寬度系數(shù)的取值范圍,有助于盾構(gòu)法在南京地區(qū)的推廣和應(yīng)用。關(guān)鍵詞　地鐵,隧道施工,盾構(gòu)法,地表沉降??????在人口密集、建筑設(shè)施密布的城市中進(jìn)行盾構(gòu)法施工,由于巖土

3、開挖不可避免地產(chǎn)生對(duì)巖土體的擾動(dòng)并引起洞室周圍地表發(fā)生位移和變形;當(dāng)位移和變形超過(guò)一定限度時(shí),勢(shì)必危及周圍地面建筑設(shè)施、道路和地下管線的安全。因此,中外學(xué)者對(duì)盾構(gòu)施工擾動(dòng)的機(jī)理[1]、地層移動(dòng)[2]、土體影響范圍[3-5]等做了大量的研究工作,取得了一系列關(guān)于盾構(gòu)施工引起地表沉降的研究成果,其中Ｐｅｃｋ法應(yīng)用最為廣泛。本文通過(guò)對(duì)南京地鐵玄武門站———新模范馬路站區(qū)間盾構(gòu)施工的實(shí)測(cè)沉降分析研究,尋求適合南京地區(qū)地鐵盾構(gòu)工程應(yīng)用的沉降計(jì)算公式及參數(shù)確定方法。1?工程概況?????玄武門———新模范馬路的地鐵盾構(gòu)

4、掘進(jìn)區(qū)間自玄武門站,沿中央路向北至新模范馬路車站,設(shè)計(jì)里程為Ｋ11+591.899～Ｋ12+422.189。區(qū)間分布3組平面曲線,半徑分別為1000ｍ、1500ｍ、800ｍ;隧道縱坡為Ｖ形,最大縱坡為30‰;隧道埋深在8.0～14.5ｍ之間。?????該區(qū)間屬古河道漫灘地貌,基巖埋藏較深,均大于25ｍ;軟弱土層較厚,主要為低塑性淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土及中到稍密的粉細(xì)砂等,土質(zhì)不均,黏性土中常局部夾有粉細(xì)砂,土質(zhì)較差。區(qū)間隧道在淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土及粉細(xì)砂中通過(guò)。圍巖劃分為Ⅰ類。土體主要力學(xué)性質(zhì)見表1。

5、2測(cè)試分析?????整個(gè)掘進(jìn)過(guò)程采用土壓平衡模式盾構(gòu)機(jī)。本文選取左線掘進(jìn)過(guò)程中引起的地表沉降進(jìn)行分析,整個(gè)掘進(jìn)過(guò)程歷時(shí)4個(gè)月。掘進(jìn)中一些參數(shù)設(shè)置為:盾構(gòu)頂部土壓保持在0.13～0.21ＭＰａ,盾構(gòu)底部土壓0.19～0.28ＭＰａ,掘進(jìn)速度60ｍｍ/ｍｉｎ,同步注漿壓力0.25ＭＰａ,注漿量3.2ｍ3/環(huán)。2.1監(jiān)測(cè)斷面的選取及測(cè)點(diǎn)布置?????根據(jù)隧道不同的埋深及地層分布,選擇8個(gè)具有代表性的監(jiān)測(cè)斷面,其樁號(hào)、里程以及埋深見表2。測(cè)點(diǎn)布置如圖1。2.2?實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析?????對(duì)Ｈ1～Ｈ8斷面進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測(cè),

6、直至沉降穩(wěn)定。監(jiān)測(cè)結(jié)果繪成的曲線圖見圖2。?????結(jié)合各斷面的具體地質(zhì)條件以及盾構(gòu)施工參數(shù),得出實(shí)測(cè)結(jié)果如下。?????1)?由于盾構(gòu)穿過(guò)的地層其地質(zhì)條件相對(duì)穩(wěn)定以及各施工參數(shù)的接近,8個(gè)斷面的曲線沉降規(guī)律幾乎保持一致。結(jié)果顯示,在黏土性地層中采用土壓平衡模式開挖能很好地控制地表沉降,最大沉降為22.8ｍｍ,低于設(shè)計(jì)要求,盾構(gòu)各項(xiàng)掘進(jìn)參數(shù)設(shè)置適當(dāng),盾構(gòu)姿態(tài)較好。??????2)?沉降曲線沿線路中心不對(duì)稱分布,盾構(gòu)掘進(jìn)的影響區(qū)域主要在隧道軸線7ｍ范圍內(nèi)。在此范圍內(nèi)的沉降槽體積占到總體積的70%,這一范圍(約

7、2.2倍的洞徑)是沉降的最大區(qū)域,最大沉降發(fā)生在線路中心。距隧道軸線7～20ｍ范圍內(nèi)沉降均值為2ｍｍ,這一范圍為次要沉降區(qū);離軸線20ｍ以外的地區(qū),地表隆沉數(shù)值較小,平均在1ｍｍ以內(nèi),考慮到觀測(cè)誤差,可認(rèn)為此區(qū)域在盾構(gòu)掘進(jìn)影響范圍以外。因此可認(rèn)為盾構(gòu)掘進(jìn)的影響區(qū)域?yàn)榫噍S線20ｍ內(nèi),約是洞徑的6.2倍。?????3)?各斷面數(shù)據(jù)顯示,大部分?jǐn)嗝娴淖畲蟪两盗烤刂圃?5ｍｍ以內(nèi)。Ｈ1、Ｈ2斷面由于盾構(gòu)機(jī)放慢速度準(zhǔn)備出洞,且覆土為雜填土和低壓縮性粉土,使得地表沉降量變得更小。而Ｈ5、Ｈ7斷面,雖然埋深大于Ｈ1、Ｈ

8、2等斷面,理論上隧道覆蓋層厚度與盾構(gòu)外徑之比越大,地表土體受到的擾動(dòng)越小,地表中心總沉降量越小,但這2個(gè)斷面的沉降量大于其他斷面,是由于下述3個(gè)原因:?????①上覆土有軟流塑等中壓縮性土,易受擾動(dòng);?????②盾構(gòu)推進(jìn)的過(guò)程中,由于向盾尾隧道外周建筑空隙中注漿不及時(shí)、注漿量不足,使得盾尾隧道周邊土體失去原始三維平衡狀態(tài),而向盾尾空隙中移動(dòng),引起地層損失(特別在含水量不穩(wěn)定的地層中,這是引起地表沉降的主要原因);