地鐵施工中管線滲漏對隧道周圍地層變形的影響研究.pdf

1、近年來地鐵施工中管線滲漏誘發(fā)的工程事故頻繁出現(xiàn)。究其重要原因如下,給排水管線往往存在初始滲漏,管道內(nèi)水外滲使地層飽和,弱化土層的力學(xué)性質(zhì)；同時施工擾動加大飽和土層變形和管線滲漏；管線滲漏和擾動土層相互作用導(dǎo)致地層塌陷和管線破裂。本文采用理論分析、數(shù)值模擬、工程實例應(yīng)用等手段相結(jié)合,研究地鐵施工中管線滲漏對隧道周邊地層變形的影響。研究主要采用兩階段分析法:第一階段,研究管線滲漏周圍地層中的滲流場分布規(guī)律,主要采用數(shù)值方法研究水土特性函數(shù)、

2、給水壓力、管線位置對管線周圍滲流場分布的影響；第二階段,研究存在管線滲漏情況下,地鐵施工隧道周圍地層的變形規(guī)律,主要分析了不同位置的管線滲漏情況對隧道開挖導(dǎo)致地層變形的影響。最后,結(jié)合天津地鐵二號線工程實例,對地鐵施工中管線滲漏影響隧道開挖和地層變形的結(jié)果進行了預(yù)測分析,并建議了相應(yīng)控制措施。本研究主要內(nèi)容包括：
　　 ⑴土層飽和狀態(tài)滲透系數(shù)Ksat影響管線滲漏范圍,同時隨著飽和滲透系數(shù)的增加滲流速率也增加,達(dá)到滲流穩(wěn)定的時間縮

3、短,文中給出了Ksat與管線滲漏影響范圍的關(guān)系表。
　　 ⑵管線滲漏情況下,‘滲漏水影響范圍隨著管線給水壓力增加而增加,在水土特性函數(shù)確定的情況下,管線滲漏水壓力與影響范圍大致成指數(shù)關(guān)系。在排水管線中,滲漏范圍不隨管線滲流量變化而變化,滲流量的改變只會影響土層中滲漏達(dá)到滲流穩(wěn)定的時間。
　　 ⑶討論了管線與隧道之間六種位置關(guān)系(管線與隧道平行時在隧道正上方3m、2m、1.25m、在隧道上方2m偏右2m、在隧道上方2m偏右

4、4m,以及管線與隧道垂直在隧道上方3m),管線滲漏水對隧道開挖地層變形的影響；分析了相應(yīng)情況下管線滲漏水對隧道周圍地層變形和塑性區(qū)分布以及地表沉降的影響?？偟目磥?管線距離隧道愈近,對地層變形的影響愈大。管線位于隧道正上方為最不利位置。
　　 ⑷根據(jù)天津地鐵二號線盾構(gòu)下穿管線工程實例模擬分析管線未滲漏和發(fā)生滲漏兩種情況下隧道開挖導(dǎo)致的地層變形,得出了:在管線與隧道相距8.4m情況下,管線滲漏水對隧道開挖基本沒有影響；但隧道施工會