城市地鐵群洞隧道施工地表沉降研究.pdf

1、在城市地下工程中，隧道的施工都會不可避免地產(chǎn)生地表沉降、建筑物不均勻沉降等對環(huán)境的負(fù)面影響，這種現(xiàn)象在修建突變大斷面地鐵群洞隧道時表現(xiàn)得尤為突出。由于城市地鐵周邊地面建筑物和各種地下管線眾多，往往對隧道施工產(chǎn)生的地表沉降有著嚴(yán)格的限制要求，因此，對隧道地表沉降做出較為準(zhǔn)確的預(yù)測和采取相應(yīng)的控制地表沉降的措施就顯得十分重要。本文以北京地鐵五號線和平西橋站～北土城東路站區(qū)間突變大斷面群洞隧道施工對地表沉降為研究課題，以大型通用軟件ANSYS

2、進(jìn)行有限元數(shù)值模擬計算為研究手段，著重研究群洞隧道施工過程中地表沉降的規(guī)律、群洞隧道施工方案的優(yōu)化及地表沉降的影響因素等。 地表之所以產(chǎn)生沉降，是因?yàn)榘l(fā)生了地層損失。在隧道施工所引起的地表沉降的預(yù)計中，合理地模擬隧道的開挖支護(hù)過程以及各種支護(hù)措施的力學(xué)效果是至關(guān)重要的。本文建立以地表沉降為目標(biāo)函數(shù)，結(jié)合動態(tài)規(guī)劃原理，通過有限元數(shù)值模擬計算，分別得出了單線隧道典型的地表沉降曲線圖和雙線隧道地表沉降分布云圖。對于平行雙線隧道，一側(cè)隧

3、道的施工對另一側(cè)隧道的地表沉降會產(chǎn)生不同程度的影響。 在隧道的開挖過程中，隧道結(jié)構(gòu)的拱肩及拱腰處承受了較大的應(yīng)力，在隧道的拐角處會出現(xiàn)較為明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。在施工的過程中應(yīng)加強(qiáng)對這些不利于隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的部位的監(jiān)控量測；在必要的情況下，應(yīng)增強(qiáng)加固區(qū)的剛度和強(qiáng)度，適當(dāng)提高和改善隧道結(jié)構(gòu)的設(shè)計參數(shù)。 突變大斷面隧道的過渡是變截面隧道施工的關(guān)鍵技術(shù)，在施工的過程中宜采用從小斷面以喇叭口方式擴(kuò)挖至大斷面。為保證安全過渡到大斷面

4、，應(yīng)采取超前護(hù)頂穩(wěn)扎穩(wěn)打、步步成環(huán)的可靠施工方法。 雙連拱隧道是作為道岔區(qū)間大斷面隧道過渡到正線隧道及聯(lián)絡(luò)線隧道的一種過渡斷面。在施工的過程中，可以將中洞法改為雙洞法進(jìn)行施工。本文從施工進(jìn)度和隧道的安全性等角度對兩種施工工法進(jìn)行了計算和比較，最后確定采用雙洞法施工雙連拱隧道。對于雙連拱隧道和標(biāo)準(zhǔn)斷面的轉(zhuǎn)換，通過三維數(shù)值模擬計算所得結(jié)果，分析和比較了兩種施工工序下的地表沉降及隧道結(jié)構(gòu)的受力情況，最終確定該處轉(zhuǎn)化采用的施工工序?yàn)閺碾p