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《黃土地區(qū)隧道盾構(gòu)法施工引起的地表沉降分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第3卷第7期2007年12月地下空間與工程學(xué)報ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineeringV01．3Dee．200r7黃土地區(qū)隧道盾構(gòu)法施工引起的地表沉降分析‘劉銀利(西安建筑科技大學(xué)建筑設(shè)計研究院西安710055)摘要：盾構(gòu)法施工在城市地下工程建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用前景。選取西安地鐵二號線隧道，建立了盾構(gòu)施工三維有限元模型，分析了隧道盾構(gòu)法施工引起的地表沉降，并對影響地表沉降的有關(guān)因素進(jìn)行了研究。所得到的結(jié)論對地鐵隧道盾構(gòu)施工具有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：黃土；隧道；盾構(gòu)法；地表沉降；數(shù)值模擬中圖分類號：TU471文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編
2、號：1673-0836(2007)07．1224-04AnalysisonGroundSurfaceSubsidenceofMetroTunnelInducedbyShieldConstructioninLoessLIUYin—．1i(舭概刪腦切Inaiz砒-瓜’礬UnlversilyofArch脅andTechnology-Xi’∞710055-China)Abstract：Shieldtunnelisartattractiveexcavationmethodintheconstructionofmunicipalundersround伽
3、gi-neerins．Atunneli
4、nthelineNo．2ofXi’ansubwayw∞takenasexampleand3DFEMmodelwa9usedtOanalyzetheground蜘—h∞subsidence．ThecondusionsdrawnfromtheanalysiscanprovidevaluableI彘ren∞fortheprac-rice．Keywords：loess；tunnel；shield—driven；ground8ud如subsidence；numericalsimulation1引言盾構(gòu)法施工引起的地表沉降成為值得關(guān)注的問題之一，圍繞這一問題已做了不少研究工作【1．5】。盾構(gòu)
5、法在黃土地區(qū)修建隧道尚屬首次，本文以西安地鐵二號線某區(qū)間地質(zhì)資料為例，研究了地基土壓縮模量、內(nèi)摩擦角、粘聚力、覆土厚度、隧道直徑、開挖面壓力、盾尾空隙填充率、注漿壓力、盾構(gòu)機(jī)推力、開挖步長等因素對地表沉降的影響，可為類似工程施工提供參考。2計算模型的建立西安地鐵二號線隧道盾構(gòu)法施工的基本情況為：盾構(gòu)機(jī)長8．0m，外徑6．35m，管片寬lm，厚35cm，襯砌為通縫拼裝，盾尾空隙寬7cm，盾構(gòu)刀盤外徑比盾構(gòu)殼外徑大1cm。地基土主要由填土、黃土及古土壤層組成，粉粒含量一般在60％以上，富含碳酸鹽，垂直節(jié)理發(fā)育。地下水位5．5m，隧道軸線埋深12m，各土層厚度及有關(guān)物理力學(xué)參數(shù)見圖1。
6、3地表沉降影響因素分析3．1隧道覆土厚度和外徑的影響覆土厚度分別取H=12．0m、15．0m、20．0m、25．0m、30．0m，對于每種覆土厚度，盾構(gòu)外徑分別取為D=4．0m、6．0m、8．0m、10．0m、12．0m進(jìn)行計算。不同覆土厚度(此時隧道直徑取為4．0m)情況下，地表最大沉降與隧道覆土厚度H的關(guān)系如圖2所示。不同覆土厚度情況下地表沉降都隨著盾構(gòu)外徑的增加而增加，也基本呈線形關(guān)系，這說明在相同地層損失情況下隧道覆土厚度越大，沉降槽范圍越大，最大地表沉降就會越小?！な崭迦掌冢?007-08—10(修改稿)。+作者簡介：劉銀利(1970．)，女，陜西渭南人，工程師，主要從
7、事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。2007年第7期劉銀利，等：黃土地區(qū)隧道盾構(gòu)法施工引起的地表沉降分析Y=16kg／mt上覆層黃土E=7．1Mpau=0．3o墨o膏土、古壤土Y--_17．8kg／E=14Mpav=0．3Y=19kg／w古壤土E=[4Mpav=0．3圖1地層剖面及隧道位置Fig．1Profile0fthesoftandtunnel圖2地表最大沉降與盾構(gòu)外徑的關(guān)系Fig．2Therelationbe晰嘲S—andD不同隧道外徑(此時覆土厚度為10．0m)情況下，地表最大沉降與隧道外徑D的關(guān)系如圖3所示。不同盾構(gòu)外徑情況下地表沉降都隨覆土厚度的增加而減小，且基本呈線性關(guān)系，這說明在
8、相同覆土厚度情況下沉降槽寬度不變，盾構(gòu)隧道外徑越大由盾構(gòu)施工引起的單位長度的地層損失就越大，在相同沉降槽寬度的情況下最大地表沉降也越大。圖3地表最大沉降與覆土厚度的關(guān)系Fig．3TherelationbetweenS。andH最大沉降和覆土厚度與盾構(gòu)外徑之比H／D的關(guān)系如圖4所示?？梢钥闯?，地表最大沉降隨覆土厚度與盾構(gòu)外徑之比H／D增加而減小。隧道覆土厚度和隧道盾構(gòu)機(jī)外徑對地表沉降的影響非常大，可以看出在地層條件允許的情況下，隧道設(shè)計時增加隧道埋深是減小地表沉降的有效途徑。圖4地
