双线盾构施工中后行隧道沉降槽偏移量取值研究.pdf

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1、器道路与交通工程Road&TrafficEngineerlng张鑫海1,魏纲1,王霄2(I.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:后行隧道沉降槽偏移量b值可以反映先行隧道开挖对后行隧道施工的影响。对5例21个实测数据的统计结果表明:b值与先行隧道开挖在后行隧道处引起的土体位移有关;在口平均值大于0.5的工程中,先行隧道开挖在后行隧道轴线处引起的竖向土体位移与b值呈现明显的线性关系;当口值≤0.5时,土体位移与b值的关系变得更为复杂,但仍可用关于口值、

2、水平土体位移和竖向土体位移的线性关系式拟合b值。分析表明:先行隧道开挖卸载效应会引起后行隧道沉降曲线向靠近先行隧道方向偏移,先行隧道对土体的扰动会使后行隧道沉降曲线向远离先行隧道方向偏移。关键词:双线盾构施工;后行隧道;土体位移;沉降槽中图分类号:U455.43文献标志码:B文章编号:1009—7767(2017)02.0030-05OnSettlementtroughOffsetValueoftheLaterTunnelinDoubleLineShieldConstructionZhangXinhai,WeiGa

3、ng,WangXiao盾构隧道施工会对周围土体产生扰动,引起土体损失,进而产生土体移动。城市地铁区间隧道普遍采用双线平行盾构施工。由于受到先行隧道的影响,后行隧道施工产生的土体移动规律与普通单线盾构隧道有所不同.这使得预测后行盾构隧道施工引起的周围土体位移变得困难。国内外学者在采用经验方法或理论解方法计算双线盾构施工引起的土体变形时,常采用叠加法。该方法分别计算先行和后行隧道的土体变形值,然后进行叠加【l-21。可以通过修改后行隧道的计算参数来考虑双线隧道土体变形的不对称性以及先行隧道施工对后行隧道的影响【,卅。大

4、量实测数据显示:先行隧道的最大沉降值位于隧道轴线位置处。后行隧道的最大沉降值有时却会偏离隧道轴线位置。魏纲等【7嵋】研究双线盾构施工引起的土体变形时,引入了后行隧道沉降槽的偏移量b值。并对b值作了统计分析。但没有提出b值的取值方法。因此需要进一步研究先行隧道对后行隧道的影响和6的取值.以提高土体位移的预测精度。笔者对后行隧道沉降槽偏移进行了研究,首次将b值与先行隧道开挖引起的土体位移联系起来。收集国内外双线盾构隧道工程中的土体移动参数,经过统计分析。提出b值的取值方法。并进一步探究先行隧道30.事荭故木2017No

5、.2(Mar.)V01.35开挖对后行隧道施工的影响机理。1计算模型及其简化魏纲【9】在2007年首先建立了单线盾构法隧道统一土体移动模型,假定隧道周围土体有向一点移动的趋势。称该点为焦点,焦点竖向移动距离与半径的比值能反映土质条件对土体移动的影响。在研究双线盾构施工引起的土体位移时,考虑后行隧道受到先行隧道开挖的影响,笔者认为其土体焦点不仅有竖向移动,而且会有水平向移动,这将造成整个沉降槽发生偏移,如图1所示,图中b。为后行隧道土体移动焦点的水平偏移量。地面∥觚l—J:肌。。J/2。1_一—≯上一gfTEl/d莎

6、《参车图1双线盾构隧道土体移动焦点偏移示意图由于焦点水平偏移后的土体位移计算公式推导非常困难,可将上述模型简化为后行隧道的沉降槽曲线整体偏移,令水平偏移量为b值,以考虑先行隧道对后行隧道的影响,如图2所示。地面:怼么鬃一一偏移的后行隧\b<《翁沙图2后行隧道沉降槽偏移简化示意降Wei等【7】基于盾构法隧道统一土体移动模型解.采用叠加法分别计算先行和后行隧道的土体变形值,然后进行叠加,提出双线平行盾构(以下简称双线盾构)施工引起的土体变形解析解。假定右侧隧道先开挖。则双线盾构施工引起的总的土体竖向位移计算见公式(1)

7、:玩(z,z)=珥(x,z)+配(x,z)=h+Z‘—(x-J/2)2—+(h+z)2—。篙-篙J/2)黜4-}.垃4R善乓·[(z2(^+z)2】2J2‘唧[晋+帮]+R2h—z2【(x+J/2+b)2+(.jI—z)2。(2z[(x+J/2+6)2一(J}l+z)2】l【(x+J/2+6)2+(h+z)2]2Jh+Zx+J/2-I-6)2+(_II+z)2.掣忍.4R2一。唧[号篇单+背]o㈩双线盾构施工引起的总的土体水平位移计算见公式(2):U:(jc,z)=【,f(工,z)JrG(x,z)=业2·志h·{两

8、J南/-t-++4l(工一2)2(

9、ll—z)214z(h"-I-z)(x一.,/2)2+(^-I-z)2[(x—J/2)2+(.jl+z)2】2J道路与交通工程器Road&TrafficEngineering‰等乓·唧[晋+z2(ha;tf一1n4)l。一R2(x+J/2+b)h(

10、jl+4)2J‘2^+吐{一1+4z(h+z)[(z+J/2+6)2+(h

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