不均勻沉降對(duì)城市盾構(gòu)隧道影響及預(yù)測(cè)研究.pdf

1、隨著北京市地鐵線路的不斷增加，運(yùn)營(yíng)時(shí)間的不斷增長(zhǎng)，隧道病害問題越來(lái)越嚴(yán)重。尤其是北京機(jī)場(chǎng)線盾構(gòu)隧道區(qū)間段滲漏水、裂縫、錯(cuò)臺(tái)問題突出，為了能對(duì)病害進(jìn)行有效的整治，必須了解病害的產(chǎn)生原因，作用機(jī)理等問題，因此，文章首先從機(jī)場(chǎng)線盾構(gòu)隧道現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研入手，針對(duì)滲漏水、裂縫、錯(cuò)臺(tái)等病害出現(xiàn)的數(shù)量、位置、特征進(jìn)行了檢測(cè)和整理。通過分析發(fā)現(xiàn)，滲漏水主要集中在盾構(gòu)隧道拱頂位置，裂縫主要出現(xiàn)在拱腰和拱頂位置，錯(cuò)臺(tái)最嚴(yán)重的的位置主要在拱腳處。在對(duì)機(jī)場(chǎng)線病害分布

2、特點(diǎn)進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)造成盾構(gòu)區(qū)間段病害高發(fā)的主要原因是隧道不均勻沉降。為了研究不均勻沉降對(duì)盾構(gòu)隧道的影響，首先，在施工期和運(yùn)營(yíng)期兩個(gè)方面分析了隧道不均勻沉降的原因。然后，利用ABAQUS有限元軟件，依靠現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，建立了32環(huán)三維盾構(gòu)隧道模型，對(duì)不均勻沉降帶給盾構(gòu)隧道管片的影響進(jìn)行應(yīng)力分析。結(jié)果表明:(1)在沒有發(fā)生沉降時(shí)，盾構(gòu)隧道拱頂內(nèi)側(cè)和拱腰外側(cè)受拉，拱腰內(nèi)側(cè)受壓，隧道結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定;(2)當(dāng)發(fā)生沉降，盾構(gòu)隧道管片最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在錯(cuò)

3、臺(tái)量最大管片附近，沉降值達(dá)到20mm時(shí)，拱頂位置最大拉應(yīng)力超過極限拉應(yīng)力而致使拱頂內(nèi)側(cè)發(fā)生受拉破壞;(3)沉降值達(dá)到45mm時(shí)，拱腰內(nèi)側(cè)的最大壓應(yīng)力超過極限壓應(yīng)力值，出現(xiàn)受壓破壞，同時(shí)，管片內(nèi)螺栓也發(fā)生屈服破壞。最后，利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出不均勻沉降對(duì)盾構(gòu)隧道在極限狀態(tài)下的影響，和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)兩者的計(jì)算結(jié)果十分接近，這個(gè)發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性，文章提出了盾構(gòu)隧道沉降的極限值50mm、報(bào)警值40mm、預(yù)警值35mm，并給