盾構(gòu)隧道工后地表沉降的影響因素與預(yù)測模型分析

2萬字 45頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘 要

隧道盾構(gòu)施工是一種非常好的地下施工方法，與明挖和暗挖相比，它有著自身穩(wěn)定性好，對地面交通影響很小等特點。采用盾構(gòu)施工方法對城市地下工程施工時，控制其沉降是盾構(gòu)設(shè)計、施工、工后養(yǎng)護(hù)的一個重要問題。經(jīng)驗表明，工后沉降約占5%~30%。本文闡述工后沉降的主要影響因素，根據(jù)ABAQUS軟件模擬盾構(gòu)施工的相關(guān)參數(shù)，制作模型，以便于控制沉降。
工程實踐表明，盡管隧道盾構(gòu)技術(shù)施工法已發(fā)展得荷熟，但在實際工程中也不可避免地對周圍土體的產(chǎn)生不同程度的擾動，從而引發(fā)地層位移和變形，表現(xiàn)為地表沉降。當(dāng)?shù)貙游灰萍白冃纬^一定的限度時，又可能發(fā)生安全事故，并且會危害周圍附近建筑物尤其是高層建筑物及其基礎(chǔ)和地下管線，引發(fā)一系列工程經(jīng)濟(jì)問題等。由于地下工程如地鐵項目等穿過的地區(qū)多是因地面因素不能再地面施工的地區(qū)，如大城市的一些繁華地段，對環(huán)境影響的要求很高。如何降低施工對周圍土體的擾動程度，極大限度的減少施工對鄰近建筑物及地下管線的影響，及對受影響的建筑物等如何采取有效保護(hù)措施，是大家所關(guān)心的問題。
后續(xù)沉降主要指由固結(jié)和次固結(jié)(蠕變殘余變形)所引起的沉降，是由于超靜孔隙水壓力隨時間推移而逐步消散重新達(dá)到平衡狀態(tài)，土體骨架的有效應(yīng)力逐漸增加的變化所引起的。在上海經(jīng)驗表明，大多數(shù)地區(qū)地面后期固結(jié)變形沉降只占地面總變形沉降量的較小部分(約為 5%---30%)[ ]。但在孔隙比和靈敏度均較大的軟塑、流塑性粘土中，次固結(jié)沉降經(jīng)常要持續(xù)幾年以上，它們工后沉降所占琢降量比例也有可能達(dá)35%以上[ ]。
影響盾構(gòu)隧道沉降的因素相當(dāng)復(fù)雜，歸納起來主要有如下幾個方面：區(qū)域性沉降；地質(zhì)水文條件；盾構(gòu)施工過程中對土體擾動；襯砌管片局部滲漏；盾構(gòu)隧道上方有地面堆載；運(yùn)營過程中列車的交通荷載；盾構(gòu)隧道周邊土體鄰近施工等。[ ]盾構(gòu)隧道沉降的各種實測數(shù)據(jù)是所有因素?fù)诫s于一起的綜合反映，難以將每個因素都分離開，單獨定量研究其中某個因素對于隧道長期沉降的影響。早期的研究人員一般在地鐵的實測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上再建立數(shù)學(xué)模型，從宏觀上掌握隧道的變形規(guī)律。近年來，研究人員依靠離心模型試驗和有限元等方法將各種影響因素分離開，研究單一因素對隧道長期沉降的影響.


關(guān)鍵詞：盾構(gòu)；沉降；模型；擾動