鄰近施工對天津既有地鐵隧道的影響及保護研究.pdf

1、本文針對鄰近運營地鐵線路施工中所涉及到的基坑開挖、地表荷載、承壓含水層減壓降水?dāng)_動方式,對既有地鐵結(jié)構(gòu)的影響機理及保護問題,采用現(xiàn)場實測與數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法,進行研究。本文的主要內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)結(jié)合西青道下沉隧道基坑超近距離上跨運營地鐵1號線既有隧道箱體結(jié)構(gòu)的工程實例,分析基坑開挖對下臥隧道箱體變形的影響,對其過大的箱體結(jié)構(gòu)隆沉與變形縫處的差異變形,有針對性地提出在隧道箱體兩側(cè)的土體加固、澆筑底板與抗浮樁形成“保

2、護箍”以及分塊開挖分塊堆載回壓的變形控制措施,并對相應(yīng)的施工參數(shù)進行優(yōu)化,為施工設(shè)計提供依據(jù)。根據(jù)現(xiàn)場實測,對實際基坑開挖過程進行動態(tài)模擬,并在此基礎(chǔ)上,通過數(shù)值模擬對比分析,評價各項既要箱體變形控制措施的合理性與有效性。
　　(2)對地鐵1號線西站站車站與隧道連接部在地表荷載作用下產(chǎn)生的沉降進行現(xiàn)場監(jiān)測與有限元分析,由于變形縫的存在,結(jié)構(gòu)沉降表現(xiàn)為非連續(xù)性。在此基礎(chǔ)上分析地表荷載位置、大小、面積、結(jié)構(gòu)埋深以及是否進行變形縫處土體

3、預(yù)加固因素對于存在變形縫的非連續(xù)性結(jié)構(gòu)變形的影響,研究表明:變形縫削弱結(jié)構(gòu)剛度,加劇結(jié)構(gòu)沉降及結(jié)構(gòu)間的差異變形,不同荷載位置下結(jié)構(gòu)的沉降特點也各不相同。
　　(3)通過某抽水試驗的模擬,反演土體參數(shù)。在保證參數(shù)可行的基礎(chǔ)上進行承壓含水層降水對既有盾構(gòu)隧道影響的仿真模擬,分析隧道周圍土體應(yīng)力場、隧道自身變形、橫斷面內(nèi)力與縱向變形,研究其影響機理,指出:隧道周圍土體在減壓降水時,豎向總應(yīng)力幾乎不變,水平向總應(yīng)力減小,相當(dāng)于在隧道原有荷

4、載基礎(chǔ)上,隧道兩側(cè)受到附加拉力,導(dǎo)致隧道壓扁加劇,對管片橫斷面受力不利。并對既有隧道相對承壓含水層位置、隧道與減壓井凈距、承壓含水層埋深、承壓含水層不同程度截斷因素的影響進行參數(shù)分析,表明:當(dāng)隧道部分或全部位于承壓含水層中時,減壓降水對隧道橫斷面內(nèi)力與縱向變形影響較大;當(dāng)隧道位于隔水層中時,減壓降水對隧道橫截面內(nèi)力影響較小,隧道橫斷面有扭轉(zhuǎn)趨勢,但當(dāng)隧道位于上部隔水層中時,隧道隨地層產(chǎn)生較大沉降,對隧道縱向變形不利。當(dāng)既有隧道與減壓井凈