论文部分内容阅读
随着城市地铁的大力发展,地铁线路网越来越密集,地铁隧道间的距离也越来越小,小间距隧道(净距小于1倍隧道直径)施工的情况越来越多,由于线间距较小,新建隧道与临近既有地铁隧道结构之间存在着复杂的力学问题和施工问题,如果施工控制不当极易引发地表沉降塌陷、管片开裂漏水等工程事故。因此,如何有效控制小间距盾构施工对既有隧道和周边地层的影响是目前城市地铁发展迫切需要解决的技术难题。本文依托广州市轨道交通八号线北延段施工4标段工程,对两种加固控制技术下小间距盾构隧道施工影响进行研究,主要内容包括:通过对小间距盾构施工的现场监控量测,研究小间距盾构隧道施工引起的地表沉降及先行管片附加应力的变化规律。采用数值模拟的方法对小间距盾构施工进行建模分析,研究后行盾构施工对地表沉降及先行管片受力变形的影响规律,并对比分析两种控制技术的加固效果,最后结合现场监测数据与数值模拟结果进行对比验证,得出以下主要结论:(1)通过对现场监测结果的总结分析:小间距盾构施工时,地表沉降经历了缓慢变化、急剧变化及稳定变化的过程;横向地表沉降中,靠近两隧道处的地表沉降大于远离两隧道的沉降值,先行隧道拱顶正上方地表沉降大于后行隧道拱顶正上方地表沉降;在后行盾构通过先行管片前和通过先行管片后,先行管片附加应力主要为压应力状态,且变化比较稳定,而在后行盾构通过先行管片的过程中,先行管片附加应力会出现突变增量,主要为拉应力状态;先行管片附加应力大小体现为:斜向45°附加应力>环向附加应力>纵向附加应力。(2)通过对未加固、洞内注浆加固及隔离柱加固三种施工工况进行数值计算分析:后行盾构隧道开挖引起的地层沉降最大值会略大于先行盾构隧道开挖引起最大沉降值,且洞内注浆加固的地表沉降曲线呈“V”型,隔离桩加固的地表沉降曲线呈“W”型;小间距施工引起的地表沉降、先行管片内力变形及附加应力都表现出显著的规律性,即后行盾构在通过先行管片的过程中产生的影响最大,在数值上都有一个突值变化,且先行管片靠近后行盾构一侧的拱腰受到的影响最大,管片以受压为主;两种加固方式都对小间距盾构隧道施工产生的影响起到了很好的控制效果,但隔离桩加固效果更优于洞内注浆加固。(3)通过对数值计算结果与现场监测结果的对比,两者变化趋势基本一致,说明数值模型具有较高的精度,也说明在隧道表面粘贴应变片对先行管片附加应力采集的监测方法是可行的,具有实际的应用价值,同时也证明了两种加固措施对控制小间距施工的影响具有显著效果,因此本文的加固控制技术及监测方法可以为今后类似的小间距相关工程的施工设计及监测提供一定的借鉴。