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地铁施工引起地表沉降预估探究

2017/09/26 阅读:

【摘要】地铁隧道施工引起地表的沉降变化直接影响到城市环境、引起建筑物损伤,开展地表沉降预估方法研究可有效地为设计地表沉降值和城市地下空间规划提供理论依据。本文建立有限元计算模型,得出本地等效围岩参数,进而得出不同地质条件下地表沉降变化特性。结果表明:地表沉降预估值与实测结果吻合较好,且修正参数较小、有效地保证了准确度。

【关键词】地面沉降;等效参数;可靠度

众所周知,地铁施工过程中会产生地层的损失、地层扰动和局部降低地下水位,这就必然产生不同程度的地面沉降,从而对地铁施工及周边环境的安全产生不利的影响。因此,本文考虑了施工过程对岩土体造成的影响和岩土体本身在新的应力环境下发生的自身变化两大主要因素,就江西路车站和中山公园车站采用矿山法施工对地表影响进行研究。

1施工过程发生沉降的影响因素

1.1地质条件

青岛地区的地质条件属于典型的海岛型地质,因岩石受到的抗蚀性不同而展现不同的侵蚀地形,岩石强度参差不齐,岩性多种多样;受海岸作用力的搬运、堆积,岩层厚度也呈现出不均匀特性。

1.2埋深

地铁隧道施工影响范围内的地表各点向隧道中心方向移动,形成沉降曲线。隧道埋深越大,地表沉降曲线越平缓。

1.3开挖工法与开挖步骤

相似资料显示,相同的施工条件,全断面开挖对地表沉降影响最大、三台阶七步开挖引起的地面沉降最小(前者约是后者数值的两倍多)。随开挖断面增大,围岩产生的瞬间变形越大,稳定性也越差,易产生塌方甚至冒顶。

1.4支护体系

为了充分发挥围岩的结构作用,应允许围岩有可控制的变形。允许围岩有一定的变形,又须限制其过度变形,使围岩不会过度松弛而丧失过大而降低承载能力。而暗挖法开挖不像盾构法施工有足够的抗力来支撑受扰动的地层,而只能采用超前预加固和各种支护结构。选择合理的支护方案,需要在施工中合理地确定支护结构的类型、支护结构参与工作的时间、各种支护手段的相互配合等,在地铁隧道施工过程中能够有效减小地面沉降值。

2有限元建模及验证

综合固结基本理论方法计算出瞬间沉降值和泰勒级数法求解值,本文分析方法中真实沉降量超出预估沉降量的概率趋近于0。

3结束语

本文综合了地层损失和岩土体重新固结两大方面因素,利用有限元反向分析的方式、以最小的修正参数最大限度的排除其他影响因素对计算结果的影响,降低了预估误差、保证了准确度。

参考文献

[1]侯学渊,廖少明.盾构隧道沉降预估[J].地下工程与隧道,1993(4):24-32.

作者:孙伟1;杜贝贝2;杨辉3 单位:1.青岛黄海学院,2.山东科技大学,3.青岛海川建设集团

地铁施工引起地表沉降预估探究

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