运营期盾构隧道沉降分析研究

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1、◎运营期盾构隧道沉降分析研究谭长建，吴华勇[上海市建筑科学研究院(集团)有限公司，上海，200032上海市工程结构安全重点实验室，上海，200032]摘要：结合某越江盾构隧道沉降监测实例，对该隧道的纵向沉降变形的长期监测数据进行分析，绘制了隧道整体纵向沉降形态曲线，讨论了隧道沉降纵向空间分布，分析了隧道特征点处沉降累积变化情况，并对隧道纵向变形的影响因素进行了初步分析。关键词：盾构隧道；沉降监测；纵向沉降0引言点168个，其中北侧156个，南侧12个；北线共布置随着城市化进程的加快，城区范围的扩大，城市内179个，其中南侧148个，

2、北侧31个(见图1)。交通量骤增，交通拥堵问题日益严重，地铁、越江隧道北线隧道1号井2号井3号井等城市基础设施的建设方兴未艾。对于城市软土地基盾构隧道来讲，隧道在施工及运营期会产生较大的沉降，隧道的纵向沉降及其不均匀性，将会引起隧道结构的附加内力、变形，对接头防水构成威胁_】]，同时也会对周边的建筑造成影响。因此在隧道运营过程中进行纵向沉降的长期监测是非常重要的，沉降分析结果有助于发现隧道在运营过程中存在的内部结构变形，及时采取相关防治措施，有利于隧道的安全运营。图1隧道部分测点布置示意图近十几年来，国内学者针对盾构隧道的沉降、变形

3、2隧道沉降分析及受力进行了相关研究l2]，基本上都是针对某个关注2．1隧道纵向沉降空间分布分析点进行讨论分析，较少见有根据长期监测结果进行研通过图2、图3可以发现，隧道南北线的沉降趋势究分析的文章。本文结合某工程实例，对该隧道的纵基本一致：隧道整体表现为下沉，各测点沉降速度较为向沉降变形的长期监测数据进行分析，绘制了隧道整接近，西段沉降量普遍大于东段，西1号井的沉降也同体纵向沉降形态曲线，讨论了沉降纵向空间分布，分析了隧道特征点处沉降累积变化情况，并对隧道纵向变样大于东2、3号井。隧道江中段附近相对于其它部位沉降较小，整体表现为两侧

4、下沉，中间鼓起的姿态。每形进行了初步分析。年的沉降曲线间基本是相互平行的，表明各点位移基1隧道沉降监测测点布置本均匀增加，隧道表现为整体上浮或下沉，因此对隧道结构内力的影响不是很大。该越江隧道南北线工程分别建成于1996年和1989年，北线自1990年12月开始进行沉降监测，南隧道北线2002—2012沉降变化趋势线自1997年开始进行沉降监测，同年对隧道北线的沉口一2002—2003降观测点进行重新布设。隧道南北线都进行常年监—．_2004—20o5测，每年按季度进行4次测试。本文主要对2002年一—2oo6+20072012年延

5、安东路隧道沉降监测数据进行分析，以2000—2OO8—2009—2O1O年8月测试的高程为相对沉降零点。南线共埋设观测—·一2Ol1——一2012十位置收稿日期：2016-02—15基金项目：上海市科学技术委员会应用技术开发专项资金项目测点号(2012—101)图2隧道北线2002—2012年沉降变化趋势纵向空间分布N。．12016上踢么咯43guv◎加m0珈珈枷枷郴后，隧道沉降速度趋缓，2009年达到沉降最低点以后，隧道南线2002—2012沉降变化趋势隧道有所上浮，2009—2012年沉降基本处于稳定状态。隧道南北线沉降趋势基本

6、一致，南北线之间的差异沉降相对较小。2．3隧道纵向沉降影响因素分析隧道运营期的纵向沉降受地质条件、周边环境影响、运营荷载影响以及隧道渗漏等病害的影响_5]，测点号隧道长期运营中的纵向变形主要有以下几个影响图3隧道南线2002-2012年沉降变化趋势纵向空间分布因素。]。2．3．1隧道下卧土层的不均匀-眭2．2隧道特征点处沉降累积变化分析由于隧道下卧土层的固结特性不一样，在土层的通过图4～图6可以发现在隧道运营初期，沉降长期固结过程中，不同土层相应的沉降速率不一样[1]，发展较快，这与交通荷载的施加以及隧道所处的地质达到沉降稳定的时间

7、也不一样，导致隧道沿纵向土性情况等(如土层固结)相关。在隧道运营一段时间之分布不均匀而产生差异沉降。该隧道东西隧道段为淤南北线江中一1~,2002．7—2012．10沉降变化2027：12037月砌7月2057月20％7月姗7月2fl087月加09年7月20107月20117月20127fl泥质黏土或与砂质粉土互层，江中段为粉质黏土且下‘■1．J々rr卜I、l伏强度高，结构好的超固结土，因此隧道沉降在纵向表__一茳丰：——现为两端低中问高的空间分布形态。日1．2．3．2隧道上方加卸荷载、)-一-JI．．．．．在软弱土层中的隧道，当隧

8、道上方地面荷载增’一l’．!r1．●-1。’加，会的增加隧道沉降和不均匀变化。当隧道下部时间／季度压缩土层很厚，隧道增加的沉降和不均匀变化会更图4隧道南北线江中心沉降变化趋势比较大。该隧道为越江隧道，对处于含水层和不透水层等复杂地层中