城市地下鐵路隧道施工對(duì)上部建筑物安全的影響及分析

隨著城市經(jīng)濟(jì)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(lái)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(wèn)題,而且質(zhì)量也能得到保證,接下來(lái)就針對(duì)城市地下鐵路連拱隧道群施工技術(shù)進(jìn)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(wèn)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(duì)建筑物影響的研究?jī)?nèi)容、研究方法及研究成果,提出了進(jìn)一步研究的思路,為類似研究提供有益的參考。

1高風(fēng)險(xiǎn)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(xiǎn)最大的在建地下工程",成為北京地區(qū)第1個(gè)進(jìn)行全線風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的地下工程。與既有地鐵2號(hào)線南段平行運(yùn)行,近距離穿越地鐵4號(hào)線宣武門站,上跨地鐵5號(hào)

以某框架結(jié)構(gòu)綜合樓為研究對(duì)象,采用flac3d進(jìn)行數(shù)值模擬,并通過(guò)計(jì)算結(jié)果分析了盾構(gòu)法地下隧道穿越建筑物時(shí)對(duì)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(jià)值。

通過(guò)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(duì)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(shí),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(bào)(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(xiàng)目:江蘇省“青藍(lán)工程”中青年學(xué)術(shù)帶頭人培養(yǎng)計(jì)劃(2004) 　作者簡(jiǎn)介:朱逢斌(1981—),講師,碩士。3楊　平(通訊作者),教授,研究方向?yàn)榄h(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(duì)結(jié)構(gòu)物上部樁基的影響[j].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):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(diǎn),并對(duì)隧道出水量測(cè)及安全施工方面進(jìn)行了闡述,以期保證隧道安全順利施工。

在不均勻動(dòng)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(guò)有限元數(shù)值模擬分析,對(duì)列車動(dòng)荷載和注漿施工工法等進(jìn)行模擬,對(duì)不同情況下的地表沉降值進(jìn)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(cè)手段,使鐵路的最終沉降控制在預(yù)定目標(biāo)內(nèi),對(duì)類似工程設(shè)計(jì)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(hào)線穿越某框架建筑物為工程背景,運(yùn)用midas/gts數(shù)值計(jì)算等方法揭示地鐵隧道施工過(guò)程中地表的沉降規(guī)律及隧道以不同穿越角度時(shí)建筑物基礎(chǔ)的沉降規(guī)律。計(jì)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(shí),基礎(chǔ)沉降分布形態(tài)由對(duì)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(jì)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(yàn)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(zhǎng)樁以撓曲為主的變位;地鐵施工對(duì)洞周樁土的變形影響可分為4個(gè)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(huì)造成現(xiàn)場(chǎng)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(duì)于城市地下管線的影響,并提出在盾構(gòu)施工中保護(hù)地下管線的措施。

地鐵盾構(gòu)隧道施工對(duì)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(cè)定與分析》課題研究為基礎(chǔ),介紹隧道地?zé)岬某梢蚝蛯?duì)施工的影響,地?zé)釋?duì)隧道施工成本影響的研究?jī)?nèi)容和方法,分析研究地?zé)崴淼朗┕きh(huán)境高溫分級(jí),根據(jù)對(duì)研究樣本隧道的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定,總結(jié)提出了地?zé)釋?duì)鐵路隧道施工人工、機(jī)械、高溫補(bǔ)貼、機(jī)械維修和機(jī)械備用等成本具體影響的調(diào)整系數(shù)或費(fèi)用數(shù)據(jù).

城市隧道的修建會(huì)使周圍一定范圍內(nèi)的既有建筑受到影響，文章通過(guò)對(duì)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(jì)和施工帶來(lái)了一定的難度.結(jié)合同茂隧道工程實(shí)際,以框架結(jié)構(gòu)建筑物為研究對(duì)象,建立三維有限元模型,通過(guò)隧道施工過(guò)程對(duì)建筑物影響的有限元分析,主要對(duì)樁基變形及框架結(jié)構(gòu)的彎矩、軸力和變形進(jìn)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(guò)程的變化規(guī)律.本研究可為類似工程隧道施工對(duì)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(diǎn)施工項(xiàng)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(hù)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(duì)象,建立三維有限元模型,通過(guò)隧道施工過(guò)程對(duì)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(guò)程的變化規(guī)律。為類似工程隧道施工對(duì)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(guò)程中,經(jīng)常會(huì)遇到特殊的地質(zhì)情況不得不進(jìn)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(xiàng)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(shí)際情況,以及隧道施工中安全事故頻發(fā)的原因,并有針對(duì)性地提出了加強(qiáng)鐵路隧道施工安全管理的途徑與對(duì)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(jìn)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(guò)程中存在較大的不可預(yù)見(jiàn)性。所以一直以來(lái)隧道施工在鐵路建設(shè)中倍受重視，常被列為重難點(diǎn)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(duì)隧道施工管理進(jìn)行探討。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,鐵路工程建設(shè)成為推進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的重要組成部分,也在我國(guó)的交通運(yùn)輸行業(yè)起到至關(guān)重要的作用,是人們?nèi)粘３鲂匈|(zhì)量與安全的保障。論文通過(guò)分析鐵路隧道施工安全管理現(xiàn)狀,探索鐵路隧道施工安全管理及控制措施。

通過(guò)京津城際延伸線工程3標(biāo)段施工，簡(jiǎn)要分析城市鐵路隧道旋工存在的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

1問(wèn)題背景和研究目的索契城市的地形地貌和城市建設(shè)特點(diǎn),包括河流、峽谷、鐵路線路對(duì)區(qū)域土地的切割,給公路運(yùn)輸組織的優(yōu)化造成極大困難。汽車數(shù)量的猛增,用盡了城市干線的通過(guò)能力,大大惡化了城市交通狀況。在這種情況下必須集中力量綜合解決區(qū)域交通問(wèn)題。優(yōu)先發(fā)展的是,修建繞過(guò)索契市稠密區(qū)的杜勃列爾公路。該公路線路的大部分(17