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《盾构掘进法开挖隧道对地表沉降影响的预估》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第24卷 增刊安徽理工大学学报(自然科学版)Vol.24Supplement2004年5月JournalofAnhuiUniversityofScienceandTechnology(NaturalScience)May.2004盾构掘进法开挖隧道对地表沉降影响的预估方江华,刘海燕,姜玉松(安徽理工大学土木工程系,安徽 淮南 232001)摘 要:盾构掘进法开挖隧道引起的地表沉降对地面建筑物影响在地下工程施工中越来越受到人们的关注,而这个问题的关键是要对地表沉降进行预估。总结了国内外对盾构掘进法开挖
2、隧道引起地表沉降进行预估的常用计算方法,如Peck横向沉降槽经验公式及修正公式、数值分析法、模型试验法和智能决策理论方法。最后就目前国内外盾构掘进法施工隧道对地表沉降影响研究中存在的问题进行了探讨,并提出了一些实质性的建议。关键词:盾构法掘进;地表沉降;预估中图分类号:TD263.2文献标识码:A 文章编号:167221098(2004)S0200362051 引言2 地表沉降预估的常用方法近年来,我国正在大规模地开展城市市政工程地面沉降量及影响范围的预测可以分为设计建设,尤其北京的城市轨道交通建
3、设更是居于全国阶段预测和施工阶段预测。设计阶段的预测方法主首列。根据北京市轨道交通的发展规划,在2008年要有以Peck法为代表的经验公式法、连续介质数举办奥运会之前,北京市要建成地铁五号线、四号值法(如有限元、边界元等)根据大量历史实测资料线、十号线及奥运支线等一大批地铁线路,轨道交的工程类比法和离心模拟试验法等。施工阶段的沉通的总营运里程达300km以上,投资强度大、建降又可分为5个阶段。各阶段地面沉降的预测一般设任务重、施工工期紧都居世界之最。盾构法正以可结合前一阶段沉降的实测资料进行反馈推求
4、。建设速度快、施工安全、对地面建筑、交通干扰小的2.1Peck横向沉降槽经验公式(1969)优势日益成为城市地下工程建设的重要施工方法,在许多场合已成为首选方法。国内外实践表明,采Peck公式为沉降计算中最经典、常用的公式。用盾构法施工的地层一般较弱,施工过程中多少都他认为,不排水情况下隧道开挖所形成的地表沉降会扰动地层,使地层原始应力发生改变和土体平衡槽的体积应等于地层损失的体积;地层损失在整个状态遭到破坏,引起较大的地表沉降,从而导致地隧道长度上均匀分布,隧道施工产生的地表沉降横表发生下沉、倾斜
5、变形、曲率变形、水平移动、水平向分布近似为一正态分布曲线(见图1)。横向地表变形及非连续变形等,产生的地表移动和变形又可[1]沉降的预估公式以及最大沉降量的计算公式为:能引起已有建筑物开裂、沉降、倾斜等情况。即使使x2S(x)=Smaxexp(-2)(1)用目前先进的盾构技术,要完全消除地表沉降也是2i不太可能的。因此,掌握地层沉降规律并预先评估SVl≈Vl(2)max=i2P2.5i其影响程度,对工程的顺利实施极为重要。在施工式中:S(x)为距隧道中心轴线为x处的地面沉降,过程中,根据实测结果,及
6、时调整施工参数,改善技m;Smax为隧道轴线上方地表最大沉降量,m;i为地术措施,以减少地下结构开挖对地表及建筑物造成表沉降槽宽度,即曲率反弯点与中心的距离,m;Vl的影响。3为盾构隧道单位长度的地层损失量,möm。收稿日期:2004—03—08作者简介:方江华(1973-),男,安徽太湖人,讲师,在读硕士,主要从事岩土工程与地下工程方面的教学和科研工作。36©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserv
7、ed.http://www.cnki.net增刊 方江华,等:盾构掘进法开挖隧道对地表沉降影响的预估 图1 地表横向沉降分布曲线 反弯点i处的沉降量S≈0.61S22max,最大曲率VlxHKxtxD(x,t)=exp(-2)+exp(-2)半径点的沉降量S≈0.22Smax。沉陷槽断面积A≈2Pi2i2Pi2i22P(0.25)iSmax。=(Vl+HKxt)exp(-x)(4)22Pi2i如需预测地面沉降量,必须先估计出地层损失量。在工程实践中,地层损失量与盾构
8、种类、操作方2PP式中:0≤t≤T,T=iE·Kx法、地层条件、地面环境、施工管理等因素有关,一S(x,t)为在任一固结时间t内,距隧道中心线般很难正确估计。因此,常根据施工条件直接类比x处的施工沉降量和固结沉降量之和,m;T为固而定。结时间,s;H为超孔隙水压水头,m;Kx为隧道土体Peck公式即用误差函数曲线近似地表现隧道加权平衡的渗透系数,mös;P为隧道顶部孔隙水上方地面沉降槽曲线。由于此法简便,只需确定两压的平均值;E为隧道顶部土层的平均压缩模量。个参数,因
