盾构隧道工后地表沉降的影响因素与预测模型分析.doc

盾构隧道工后地表沉降的影响因素与预测模型分析

2万字 45页 原创作品，已通过查重系统


摘 要

隧道盾构施工是一种非常好的地下施工方法，与明挖和暗挖相比，它有着自身稳定性好，对地面交通影响很小等特点。采用盾构施工方法对城市地下工程施工时，控制其沉降是盾构设计、施工、工后养护的一个重要问题。经验表明，工后沉降约占5%~30%。本文阐述工后沉降的主要影响因素，根据ABAQUS软件模拟盾构施工的相关参数，制作模型，以便于控制沉降。
工程实践表明，尽管隧道盾构技术施工法已发展得荷熟，但在实际工程中也不可避免地对周围土体的产生不同程度的扰动，从而引发地层位移和变形，表现为地表沉降。当地层位移及变形超过一定的限度时，又可能发生安全事故，并且会危害周围附近建筑物尤其是高层建筑物及其基础和地下管线，引发一系列工程经济问题等。由于地下工程如地铁项目等穿过的地区多是因地面因素不能再地面施工的地区，如大城市的一些繁华地段，对环境影响的要求很高。如何降低施工对周围土体的扰动程度，极大限度的减少施工对邻近建筑物及地下管线的影响，及对受影响的建筑物等如何采取有效保护措施，是大家所关心的问题。
后续沉降主要指由固结和次固结(蠕变残余变形)所引起的沉降，是由于超静孔隙水压力随时间推移而逐步消散重新达到平衡状态，土体骨架的有效应力逐渐增加的变化所引起的。在上海经验表明，大多数地区地面后期固结变形沉降只占地面总变形沉降量的较小部分(约为 5%---30%)[ ]。但在孔隙比和灵敏度均较大的软塑、流塑性粘土中，次固结沉降经常要持续几年以上，它们工后沉降所占琢降量比例也有可能达35%以上[ ]。
影响盾构隧道沉降的因素相当复杂，归纳起来主要有如下几个方面：区域性沉降；地质水文条件；盾构施工过程中对土体扰动；衬砌管片局部渗漏；盾构隧道上方有地面堆载；运营过程中列车的交通荷载；盾构隧道周边土体邻近施工等。[ ]盾构隧道沉降的各种实测数据是所有因素掺杂于一起的综合反映，难以将每个因素都分离开，单独定量研究其中某个因素对于隧道长期沉降的影响。早期的研究人员一般在地铁的实测数据基础上再建立数学模型，从宏观上掌握隧道的变形规律。近年来，研究人员依靠离心模型试验和有限元等方法将各种影响因素分离开，研究单一因素对隧道长期沉降的影响.


关键词：盾构；沉降；模型；扰动