地铁隧道施工对邻近建筑物影响数值分析及保护措施研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2006年第2期科技交流总第150期地铁隧道施工对邻近建筑物影响数值分析及保护措施研究相旭(铁道第一勘察设计院桥隧处西安710043)摘要通过北京地铁十号线劲松站一终点折返线区间隧道施工对周边既有建筑物影响的数值分析，探讨隔离桩及隧道超前注浆措施对既有建筑物保护的作用．关键词隔离桩既有建筑物保护侧壁注浆数值分析为K24+289．68，终点里程为K24+684．1工程概况284，长394．604m，I问位于北京巾东三环地铁1O号线⋯期工程(含奥运支线)东侧辅路下，结构顶板覆土为13～17m．隧线路起于北京海淀区蓝靛厂，沿四环路

2、、巴道洞身主要穿过粉土层及粉质粘1：层．区沟路、海淀南路、知春路、北土城路向东，斜间隧道邻近既有建筑物段右线为人跨舣线断面，采用双侧壁导坑法施工，左线为单线穿北京市东北部的太阳宫地区后沿东三环路南下，经亮马河、农展馆、京广中心、国马蹄形断面，采用台阶法施工，中问j：柱厚贸、劲松到达一期终点．共设置23个地下4．3m，左线与既有建筑物(农光里2l号站，线路全长约23kin．楼)基础水平间距为4．3m。(见图l，图劲松站～终点区间结构设计起点里程2)錾毒一围图1区间隧道结构布置与周边邻近建筑物平面维普资讯http://www.cqvip.com2006年第2期科技交流总第15

3、0期除倾斜外还含有基础的挠曲变形，当沉降过大时，有可能导致建筑物基础的断裂及上部结构压性裂缝的产生．因而在施工中应尽量把对建筑物的影响降至最低．为此我们进行数值模拟分析，其目的在于：(1)通过数值分析，了解不同施工方案下地面和结构物的变形状况，从巾选择合理的施工方案．研究不同开挖阶段对地表和建筑物的影响情况等，从而对结构物的安全性作出评价．(2)根据数值分析的结果，有针对性地提出解决方案．2．2计算模型计算采用北京软件有限公司2D—a软件，假定围岩是各项同性连续介质，计算图2区间隧道与邻近建筑物剖面图模型为弹性模型，施工阶段采用平面应变2数值分析有限元进行分析，厚度取lm

4、．计算域在水平方向宽160m，下边界取50m，隧道埋深2．1数值分析目的16m．计算域内划分2032单元，共6277个隧道施工造成的沉降对建筑物的影响结点，如图3所示．图3计算模型及网格划分模拟隧道开挖过程对既有建筑物的影一步无支护时释放60％或70％，第二步有响，结合工程实践，分别按(1)不设隔离支护时释放40％或30％，断面开挖成型则桩、无侧壁注浆；(2)设置桩径800mm的应力全部释放完毕，衬砌不受力，作为安全隔离桩、无侧壁注浆；(3)设置桩径800mm储备．的隔离桩、有侧壁注浆三种情况进行计算2．3计算结果及分析分析．开挖施工顺序按照要求进行．每一开2．3．1不设

5、隔离桩、无侧壁注浆(图4)挖步的荷载分两步施加，应力释放力为第维普资讯http://www.cqvip.com2006年第2期科技交流总第150期圈4施工完成后地寝下沉曲线圈说明：地表最大沉降量39．9

6、mm．发生在距右残隧道中心左侧O·9m处寝1各阶段沉降量表圈5施工完成后地褒下沉曲线圈说明：地表最大下沉36．17ram,．发生在距右残隧道中心偏左2m．原因可能是建筑物荷

7、IL的影响·同时隔离桩的托采也有所体现．·39·维普资讯http://www.cqvip.com2006年第2期科技交流总第150期表2各阶段沉降量表．．-_-_．_．__l～一n厂、＼uUf圈6施工

8、完成后地表下沉曲线圈说明：地表最大下沉31．34ram，出现在右线断面隧道中心左侧2m处，原因可能是建筑物荷栽的影响，同时隔离桩和注泉加固的效果也有所体现．表3各阶段沉降量表-40·维普资讯http://www.cqvip.com2006年笫2期科技交流总第150期设置隔离桩后建筑物差异沉降由13．挖距离建筑物较远的隧道时地表沉降和建56mm降至3．79mm，地表沉降也有所降筑物的差异沉降较小。低，由最大下沉39．91l1]ln，变为36．17mm．(3)隔离桩与隧道间距的大小对于地原因主要是隔离桩设置后，阻隔了隧道开表沉降和建筑物的差异沉降也有一定的影挖引起的地层变形．

9、同时也可以看出在隔响．隔离桩与隧道的间距越小，地表沉降和离桩与隧道之间的侧壁进行注浆后的效果建筑物的差异沉降也越小．但是隔离桩与要优于只设隔离桩时的效果．建筑物差异隧道问距过小时，隧道施工会影响隔离桩，沉降由3．79mm降至2．42ram，地表沉降也有可能造成隔离桩的破坏，从而影响隔离有所降低，由最大下沉36．17ram变为31．桩的效果．建议隔离桩与隧道的间距不宜34mm．低于1．5m，且尽量布置在靠近隧道的一侧．3结论与建议(4)施工工法对于地表沉降和建筑物(1)设置隔离桩加固地基的效果是非的差异沉降也有一定的影响．常明的