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《盾構(gòu)法在地鐵施工中地表沉降的要素》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、盾構(gòu)法在地鐵施工中地表沉降的要素隧道盾構(gòu)法施工和其他方法一樣容易產(chǎn)生地面沉降，在人口密集、街道狹窄的市區(qū)該矛盾尤為突出。文章主要結(jié)合多年的地鐵隧道盾構(gòu)施工實(shí)踐，針對(duì)地鐵項(xiàng)目地面沉降原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的解決措施，旨在為開挖地鐵隧道時(shí)提供了有效的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：地鐵；淺埋暗挖法；盾構(gòu)法；地表沉降目前，國內(nèi)很多大型城市都開始興建或改擴(kuò)建地下鐵路系統(tǒng)。與此同時(shí)，涌現(xiàn)出大量相關(guān)方面地下工程技術(shù)問題急需解決。尤其是城市地下工程施工引起的地表沉降可能危及周邊建(構(gòu))筑物和地下管線等的安全，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。對(duì)于城市
2、地鐵，施工區(qū)間隧道一般都會(huì)穿越城市中心地帶，因建筑物密集、施工場地狹小、地質(zhì)情況復(fù)雜、地下管X密布、交通繁忙、施工條件受到限制等，而對(duì)環(huán)境的控制要求更為嚴(yán)格。1.引起地鐵施工中地面沉降的要素 在進(jìn)行盾構(gòu)施工時(shí),必須了解地層移動(dòng)的規(guī)律，盡可能準(zhǔn)確地預(yù)測沉降量、沉降范圍、沉降曲線最大坡度及最小曲率半徑和對(duì)附近建筑設(shè)施的影響，并分析影響沉降的各種因素，以求施工中減少地層移動(dòng)。經(jīng)分析研究認(rèn)為，引起地面沉降的基本原因是盾構(gòu)施工引起的地層損失和盾構(gòu)隧道周圍受擾動(dòng)。1.1地層損失 地層損失是盾構(gòu)施工中實(shí)際開挖土體體積和竣工隧道體積之差
3、，竣工隧道體積包括隧道外圍包裹的壓入漿體體積。地層損失率以占盾構(gòu)理論排土體積的百分比表示。圓形盾構(gòu)理論排土體積為r2L(r為盾構(gòu)外徑，L為推進(jìn)長度)，周圍土體在彌補(bǔ)地層損失中發(fā)生地層移動(dòng)引起地面沉降，引起地層損失的主要因素是： (1)當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，開挖面土體受到的水平支護(hù)應(yīng)力小于原始側(cè)向應(yīng)力，則開挖面土體向盾構(gòu)內(nèi)移動(dòng)，引起地層損失而導(dǎo)致盾構(gòu)上方地面沉降；當(dāng)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)如作用在正面土體的推應(yīng)力大于原始側(cè)向應(yīng)力，則正面土體向上向前移動(dòng)，引起地層損失而導(dǎo)致盾構(gòu)前上方土隆起?！ ?2)在盾構(gòu)暫停推進(jìn)時(shí)，由于盾構(gòu)推進(jìn)千斤頂漏油回縮，可
4、能引起盾構(gòu)后退，使開挖面土體坍落或松動(dòng)，造成地層損失?！ ?3)由于向盾尾后面、隧道外圍建筑空隙中壓漿不及時(shí)，壓漿量不足，壓力不適當(dāng)，使盾尾后坑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，在含水不穩(wěn)定地層中這往往是引起地層損失的主要因素?！ ?4)盾構(gòu)在曲線中推進(jìn)、糾偏抬頭或叩頭推進(jìn)，實(shí)際開挖斷面不是圓形而是橢圓，因此易引起地層損失。盾構(gòu)軸線與隧道軸線的偏角越大則對(duì)土體擾動(dòng)超挖程度及引起的地層損失也越大?！ ?5)隨著盾構(gòu)推進(jìn)而移動(dòng)的盾構(gòu)正面障礙物，使地層在盾構(gòu)通過后產(chǎn)生空隙而又無法及時(shí)壓漿填充；盾殼移
5、動(dòng)對(duì)地層的摩擦和剪切；在土壓力作用下，隧道襯砌產(chǎn)生的變形均會(huì)造成地層損失。1.2受擾動(dòng)土體的固結(jié)再沉降 由于盾構(gòu)推進(jìn)中的擠壓作用和盾尾壓漿作用等因素，使周圍地層形成正值的超孔隙水壓區(qū)，其超空隙水壓在盾構(gòu)隧道施工后的一段時(shí)間內(nèi)消散復(fù)原，在此過程中地層發(fā)生排水固結(jié)變形，引起地面沉降，地層因孔隙水壓力變化而產(chǎn)生地面沉降?！ ⊥馏w受到擾動(dòng)后土體骨架還會(huì)發(fā)生長時(shí)間的持續(xù)壓縮變形，在此土體蠕變過程中產(chǎn)生的地面沉降為次固結(jié)沉降。在孔隙比和靈敏度較大的軟塑和流塑性土層中，次固結(jié)沉降往往要持續(xù)幾年以上，所占總沉降量的比例可高達(dá)35%以上。2
6、.地表沉降的表現(xiàn)形式 目前較為常見的是把沉降劃分為4個(gè)階段，如果在施工時(shí)能夠選擇合適的盾構(gòu)形式，進(jìn)行合理的掘進(jìn)管理，各個(gè)階段的變形均可以控制在最小限度內(nèi)。2.1先期沉降 在盾構(gòu)尚未到達(dá)某區(qū)域時(shí)發(fā)生的沉降，對(duì)于砂質(zhì)土，可能是由于其含水率較大，在盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)造成地下水位下降而引起的。對(duì)于軟黏性土，則沉降可能是由于開挖面過量取土而引起的。2.2開挖面前方沉降 在開挖面即將到達(dá)之前發(fā)生的沉降，表現(xiàn)為地表下沉或隆起，主要是由于盾構(gòu)對(duì)開挖面土層壓力過大或過小致使開挖面失去平衡而引起的，所以在實(shí)際中一定要讓保持在合理的區(qū)域內(nèi)。2.3盾
7、構(gòu)通過時(shí)引起的沉降 這個(gè)階段是從盾構(gòu)到達(dá)開挖面正下方直至盾尾即將脫離該點(diǎn)為止發(fā)生的沉降或隆起，產(chǎn)生的原因主要是盾殼對(duì)土體的摩擦力破壞了土體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，另外也與每環(huán)土的排量、盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)姿態(tài)有關(guān)。2.4盾尾脫離時(shí)引起的沉降 本階段是自盾尾間隙形成至注漿結(jié)束那段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的沉降，管片從盾尾脫離之前，盾殼對(duì)土體有約束力，方向指向土體，一旦盾尾脫離，盾殼與土體之間產(chǎn)生空隙，如果在盾尾脫離后未能夠及時(shí)注漿或者注漿量不飽滿，則空洞斷面就會(huì)向內(nèi)縮小，引起應(yīng)力釋放，使地面產(chǎn)生沉降。3.實(shí)例工程分析3.1工程概況 深圳市地鐵1號(hào)線為深圳
8、市東西向交通大動(dòng)脈，它貫穿深圳市城市東西向發(fā)展主軸，銜接深圳市羅湖、福田、南山及寶安四區(qū)，均為地下線路。其中，華僑城站~世界之窗站區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，隧道結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土單層管片襯砌。3.2工程地質(zhì) 工程地質(zhì)條件：擬建場地地形基本平坦，結(jié)構(gòu)主要位于粉質(zhì)黏土和粉土層中。3.3盾構(gòu)機(jī)選型
