基于位移准则的盾构隧道施工影响分区方法研究

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1、轨道交通与地下工程基于位移准则的盾构隧道施工影响分区方法研究121魏纲，王霄，张鑫海（1.浙江大学城市学院土木工程系，浙江杭州310015；2.浙江大学建筑工程学院，浙江杭州310058）摘要：盾构隧道施工会对周围环境造成影响，特别是离隧道中心点距离越近，影响程度就会越大。因此基于位移准则，以单个盾构隧道施工在周围土体中引起的竖向位移、水平位移及总位移为主线，采用盾构法统一土体移动模型解得到土体位移等值线图，然后将隧道周围土体划分为4个影响区（包括强影响区、中影响区、弱影响区、无影响区），并应用于深

2、圳地铁3号线重叠盾构隧道工程，最后与现有方法进行了比较。研究结果表明：该划分方法可以考虑土质条件影响，划分的影响区范围更小，且计算过程更简单；根据隧道周边构筑物所在的影响区，可预估该位置处盾构施工所引起的土体变形，以便有效控制施工参数，保证工程顺利实施。关键词：盾构；隧道；影响范围；分区；位移准则中图分类号：U455.43文献标志码：B文章编号：1009-7767（2017）02-0071-06OnZoningMethodImpactofShieldTunnelingBasedonDisplacem

3、entCriterionWeiGang，WangXiao，ZhangXinhai盾构隧道施工会扰动周围土体，引起土体变形，导将其应用于深圳地铁实例中加以验证，取得了良好效致周边建筑物、地下管线发生扭曲、开裂等问题。同时，果，可供同行参考。既有地铁隧道也会受到新建地铁施工的影响而产生1现有划分方法及不足之处新的位移和变形。根据影响程度划分影响区，可对构筑文献[1]～[7]提出了8种盾构隧道施工影响分区[6]物所在区域受到盾构施工的影响进行预测并采取相方法，笔者根据每种方法的判断准则和依据数据，对应措施

4、，以减少盾构隧道施工对周边构筑物的损坏。因其进行了归类分析，见表1。此，根据盾构隧道施工对周边构筑物的影响程度进行由表1可知：1）8种方法分别对应塑性区准则、复分区，具有重要研究价值。合准则、位移准则和强度准则；2）将盾构隧道施工影目前关于盾构隧道施工影响分区的基本准则主响区划分为3～4个比较合理。要有：1）塑性区准则；2）复合准则；3）位移准则；4）强由表1的归纳分析，笔者认为以上8种分区方法度准则；5）应力准则。文献[1]～[7]采用以上基本准则还存在如下不足：中的某一种对不同情况下的盾构隧道施

5、工影响分区1）应用范围较窄。序号1～5、7对应的6种方法均进行了研究，但相关研究的应用范围较窄，没有考虑是针对盾构施工对周边某一类型构筑物（如建筑物、土质条件的影响，对分区参数（如强度、位移等）并不能桩基）的影响提出的。相对而言，序号6、8的应用范围准确地进行测定，且基本没有出现位移等值线图这一更广泛。表现形式，因此需对其作进一步研究。2）序号4的分区结果不明确，文献[4]中只给出处笔者基于位移准则，采用盾构法隧道统一土体移于D区的工程桩基本不受影响，而处于其他几个区的动模型解，解得盾构施工引起周围

6、土体的竖向位移、水工程桩并没有作详细的分析。[7-9]平位移和总位移的等值线，再根据相关规范，将盾3）序号6的分区只给出了接近既有铁路隧道各类构隧道施工条件下周围土体划分为4个影响区（分别施工对应的限制范围、要注意范围和无条件范围，各范为强影响区、中影响区、弱影响区和无影响区），然后围对应的具体定量分析相对匮乏。2017年第2期（3月）第35卷71轨道交通与地下工程表1现有分区方法的归纳分析序号方法作者判断准则依据数据适用范围分区及命名地面至开挖面中心的距离盾构隧道施工对周边建Ⅰ区-受影响区域；Ⅱ区

7、-受影1施仲衡等[1]塑性区准则及隧道外半径筑物的影响响区域；Ⅲ区-不受影响区域围岩主应力值、位移变化盾构隧道施工过程中两2王明年等[2]强影响区；弱影响区；无影响区复合准则：速率近接隧道的相互影响应力准则/各类近接施工的力学模型两并行隧道施工时的相A区-强影响区；B区-弱影响3仇文革[3]位移准则对应的受力特征互影响区；C区-无影响区隧道开挖对单桩变形的4伍伟林[4]位移准则开挖影响角A区；B区；C区；D区影响桩基沉降允许值/警戒值/暗挖法地铁施工对近接5王明年等[5]位移准则A区；B区；C区；D

8、区预警值高架桥桩基的影响接近既有铁路隧道的各限制范围；要注意范围；无条6日本指南强度准则应力增加的允许值类近接施工问题件范围后建隧道引起先建隧道结7周斌[6]强度准则重叠盾构隧道近接影响强影响区构的附加拉应力允许值矿山法和盾构法外部作业浅埋矿山法和盾构法外隧道底板的埋深部作业A区-强烈影响区；B区-显著8技术规范[7]矿山法和盾构法城市轨道深埋矿山法和盾构法外影响区；C区-一般影响区交通隧道的毛洞跨度部作业4）序号8对应的分区图案规整，虽然方便工程应区方法基础上，结合