城市地下鐵路隧道施工對上部建筑物安全的影響及分析

隨著城市經(jīng)濟的高速發(fā)展,地下鐵路隧道的修建也益日增多,地下鐵連拱隧道修建由于受到地質(zhì)因素的制約,再加上連拱隧道之間的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,連接的跨度又大,因此施工起來比較困難,采用合理的隧道施工方案不僅可以解決施工上的技術(shù)問題,而且質(zhì)量也能得到保證,接下來就針對城市地下鐵路連拱隧道群施工技術(shù)進行探討.

隧道開挖將引起地表沉降,使建筑物產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形,導(dǎo)致建筑物的開裂及傾斜等問題,嚴(yán)重影響建筑物的正常使用。本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上,分析和總結(jié)了隧道施工對建筑物影響的研究內(nèi)容、研究方法及研究成果,提出了進一步研究的思路,為類似研究提供有益的參考。

1高風(fēng)險北京地下直徑線是北京鐵路樞紐改建工程,被北京市政府列為"最難、風(fēng)險最大的在建地下工程",成為北京地區(qū)第1個進行全線風(fēng)險評估的地下工程。與既有地鐵2號線南段平行運行,近距離穿越地鐵4號線宣武門站,上跨地鐵5號

以某框架結(jié)構(gòu)綜合樓為研究對象,采用flac3d進行數(shù)值模擬,并通過計算結(jié)果分析了盾構(gòu)法地下隧道穿越建筑物時對建筑物自身沉降的影響,為盾構(gòu)法地下隧道工程接近建筑物施工提供了參考價值。

通過三維彈塑性有限元模型的建立,探討軟土地區(qū)盾構(gòu)隧道開挖對地表沉降及上部樁基工作性狀的影響規(guī)律。結(jié)果表明:地表沉降隨盾構(gòu)隧道開挖深度的增大而減小,而發(fā)生地表沉降范圍增大;當(dāng)樁體位于隧道拱頂正上方時,樁端與隧道拱頂間的最小安全距離為0.5d(d為隧道直徑);盾構(gòu)隧道開挖在其側(cè)上方引起的影響區(qū)為距離隧道中心線1d的范圍。

第33卷　第6期 2009年11月 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) journalofnanjingforestryuniversity(naturalscienceedition) vol.33,no.6 nov.,2009 　收稿日期:2009-02-17　　　　修回日期:2009-04-20 　基金項目:江蘇省“青藍工程”中青年學(xué)術(shù)帶頭人培養(yǎng)計劃(2004) 　作者簡介:朱逢斌(1981—),講師,碩士。3楊　平(通訊作者),教授,研究方向為環(huán)境巖土與地下工程。e2mail:yangping@njfu. com.cn。 　引文格式:朱逢斌,楊　平,佘才高.城市地鐵隧道對結(jié)構(gòu)物上部樁基的影響[j].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2009,33(6)

以鐵路隧道施工為例,在嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)章規(guī)范的基礎(chǔ)上,介紹洞口施工、洞內(nèi)鋼拱架支設(shè)的施工要點,并對隧道出水量測及安全施工方面進行了闡述,以期保證隧道安全順利施工。

在不均勻動荷載的土巖組合地區(qū)中修建淺埋隧道,保證上部鐵路的安全是隧道施工中的一大難題,通過有限元數(shù)值模擬分析,對列車動荷載和注漿施工工法等進行模擬,對不同情況下的地表沉降值進行研究,確定影響安全的關(guān)鍵因素,采取關(guān)鍵施工措施和量測手段,使鐵路的最終沉降控制在預(yù)定目標(biāo)內(nèi),對類似工程設(shè)計具有指導(dǎo)意義,保證隧道安全穿越既有鐵路。

以徐州軌道交通3號線穿越某框架建筑物為工程背景,運用midas/gts數(shù)值計算等方法揭示地鐵隧道施工過程中地表的沉降規(guī)律及隧道以不同穿越角度時建筑物基礎(chǔ)的沉降規(guī)律。計算結(jié)果表明隧道盾構(gòu)施工引起的地表不均勻沉降差值較大;不同角度穿越地表建筑時,基礎(chǔ)沉降分布形態(tài)由對稱分布逐漸轉(zhuǎn)向單側(cè)傾斜,橫向相鄰柱的基礎(chǔ)沉降差變化較小,縱向相鄰柱的基礎(chǔ)沉降差迅速增大,隧道中線附近的柱為最不利位置,計算結(jié)果可供類似選線工程借鑒。

采用有限元數(shù)值模擬分析技術(shù),研究因隧道開挖施工而引起不同位置單樁的變形規(guī)律。在分析中考慮了不同位置單樁和樁-土相互作用的影響。系統(tǒng)數(shù)值試驗研究成果顯示:地鐵開挖引起短樁以剛性傾斜為主的變位,引起長樁以撓曲為主的變位;地鐵施工對洞周樁土的變形影響可分為4個不同影響區(qū)。

現(xiàn)階段地鐵建設(shè)主要采用盾構(gòu)隧道施工,但這種施工方式會造成現(xiàn)場周圍土體變形,擠壓附近地下管線,造成地下管線破損。本文將研究盾構(gòu)施工對于城市地下管線的影響,并提出在盾構(gòu)施工中保護地下管線的措施。

地鐵盾構(gòu)隧道施工對城市地下管線的影響研究

本文以作者主持的《地?zé)岬囟舞F路隧道工程定額測定與分析》課題研究為基礎(chǔ),介紹隧道地?zé)岬某梢蚝蛯κ┕さ挠绊?地?zé)釋λ淼朗┕こ杀居绊懙难芯績?nèi)容和方法,分析研究地?zé)崴淼朗┕きh(huán)境高溫分級,根據(jù)對研究樣本隧道的現(xiàn)場測定,總結(jié)提出了地?zé)釋﹁F路隧道施工人工、機械、高溫補貼、機械維修和機械備用等成本具體影響的調(diào)整系數(shù)或費用數(shù)據(jù).

城市隧道的修建會使周圍一定范圍內(nèi)的既有建筑受到影響，文章通過對大坪村農(nóng)轉(zhuǎn)非安置工程的數(shù)值模擬分析，得出了有關(guān)規(guī)律性和有益的結(jié)論，可為類似工程的建設(shè)提供一定的參考。

重慶市同茂隧道地處老城區(qū),開挖跨度大、埋深淺、上覆建筑物密集、類型多且年代已久,為隧道設(shè)計和施工帶來了一定的難度.結(jié)合同茂隧道工程實際,以框架結(jié)構(gòu)建筑物為研究對象,建立三維有限元模型,通過隧道施工過程對建筑物影響的有限元分析,主要對樁基變形及框架結(jié)構(gòu)的彎矩、軸力和變形進行了研究,揭示樁基變形及框架結(jié)構(gòu)的彎矩、軸力和變形隨施工過程的變化規(guī)律.本研究可為類似工程隧道施工對上覆框架結(jié)構(gòu)建筑物的影響研究提供借鑒和指導(dǎo).

作為鐵路工程建設(shè)中的重點施工項目，隧道工程施工中的安全管理與控制具備極為重要的意義。而在隧道工程中，其所表現(xiàn)出的復(fù)雜性、不確定性因素，常常使得施工中發(fā)生安全事故。

重慶市同茂隧道下穿重慶兩路老城區(qū),上覆建筑物結(jié)構(gòu)類型多,修建年代差別大。其中,磚混結(jié)構(gòu)建筑物由于其修建年代久遠(yuǎn),維護較差,受隧道施工影響最大。本文以磚混結(jié)構(gòu)建筑物為研究對象,建立三維有限元模型,通過隧道施工過程對建筑物影響的有限元分析,研究磚混結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形特征,揭示磚混結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形隨施工過程的變化規(guī)律。為類似工程隧道施工對上覆磚混結(jié)構(gòu)建筑物的影響研究提供借鑒和指導(dǎo)。

鐵路建設(shè)施工過程中,經(jīng)常會遇到特殊的地質(zhì)情況不得不進行隧道的施工建設(shè).鐵路隧道建設(shè)由于其施工技術(shù)要求極高,施工難度大,因此隧道施工的安全管理是鐵路施工項目安全管理中極為重要的安全管理工作.本文深入分析了當(dāng)前鐵路隧道施工安全管理的實際情況,以及隧道施工中安全事故頻發(fā)的原因,并有針對性地提出了加強鐵路隧道施工安全管理的途徑與對策.希望能為鐵路隧道施工安全管理工作提供一些參考和幫助,進而提高鐵路隧道施工質(zhì)量.

由于目前隧道工程地質(zhì)勘查技術(shù)的局限性，隧道地質(zhì)條件復(fù)雜和圍巖白穩(wěn)能力不可控，導(dǎo)致隧道施工過程中存在較大的不可預(yù)見性。所以一直以來隧道施工在鐵路建設(shè)中倍受重視，常被列為重難點工程。以西平鐵路隧道施工建設(shè)為例，從安全質(zhì)量控制、生產(chǎn)技術(shù)控制和投資控制等方面對隧道施工管理進行探討。

通過對某長大隧道大臨便道的選線、修建及實際投入與招標(biāo)設(shè)計數(shù)量的對比,依據(jù)鐵路概算編制原則對其進行投資分析,為合理確定大臨工程的規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)真做好大臨工程設(shè)計,編制合理的工程概算做參考。

盾構(gòu)隧道施工對鄰近建筑物的影響——為了弄清盾構(gòu)隧道施工對鄰近建筑物的影響，分析了盾構(gòu)法地鐵隧道穿越建筑物時建筑物自身沉降與內(nèi)力變化狀況．以某框架結(jié)構(gòu)辦公樓為研究對象，將建筑物和開洞地基看作一個有機整體，利用有限元軟件ansys10．0建立三維非線性有...

城市隧道在開挖過程中會擾動地層,對建筑物產(chǎn)生沉降等影響。文中基于重慶市地鐵隧道施工過程中穿越某建筑物的實際問題,采用midas-gts軟件建立模型,研究隧道施工引起建筑物位移和內(nèi)力變化問題,發(fā)現(xiàn)采用小導(dǎo)管注漿可有效控制地表變形和建筑物沉降。