地铁盾构隧道下穿建筑物沉降规律分析

地铁盾构隧道下穿建筑物沉降规律分析

摘要:通过对成都地铁盾构隧道穿越建筑物引起的地表沉降进行动态监测与分析，得出了盾构地铁隧道在穿越建筑物时沉降发生时间及影响范围，并初步制定了用于指导施工的监测数据库，以便为今后类似工程提供参考。

关键词:成都地铁2 号线; 盾构隧道; 穿越; 地面建筑物; 沉降监测

1 ．引言

随着国家、城市的经济发展，地铁成为交通繁忙、人口密集城市的重要交通工具。在地铁盾构隧道施工期间，不可避免地要近距离地下穿地面建筑物，在穿越期间，由于地层受扰动、超挖引起的地层损失及应力改变等原因都可能造成地面建筑物出现沉降、位移，从而引起建筑物出现裂缝、倾斜甚至倒塌，给人民的财产、安全带来威胁。为掌握盾构施工过程中地面建筑物的状态，在实施加固、保护等施工措施的同时，必须对地面建筑物进行监测，并将监测数据及时反馈到施工中，确保施工安全。本文对成都地铁盾构隧道某栋建筑物的监测成果进行研究分析，以便为今后类似工程提供参考。

2 ．工程及地质概况

本工程为成都地铁线2 号线羊西二环路站～白果林站，在里程YCK26 + 332 ～YCK26 + 832 段穿越密集居民建筑群。盾构隧道埋深约14 米，地面建筑物为金琴路南段二巷2 号楼，主体上部为砖混7 层，下部为预制桩基础，基底约2．5m 中砂。

该隧道地处川西平原岷江I 级阶地，为侵蚀～堆积阶地地貌，地形平坦。隧道穿越地层主要为砂卵石层，局部夹中砂。第四系孔隙水是段内地下水的主要存在形式，主要赋存于各个时期沉积的卵石土及砂层中，土体透水性强、渗透系数大，水量丰富。场地内地质构造条件简单，未发现有断裂通过，无不良地质作用，在VII度地震作用下，不具备产生滑坡、崩塌、陷落等地震地质灾害的条件，环境工程地质条件较简单。综合判定，本工程场地稳定。

3 ．监测方案设计

尽管盾构法施工隧道具有对周围环境影响小、掘进速度快、机械化程度高、施工安全等特点，但仍不可避免地引起地表以及地表建筑物沉降。因此在研究盾构隧道对建筑物沉降的影响，布设了建筑物沉降监测点，用以观测建筑物下沉量，判定建筑物的安全性，以便采取相应的保护措施。

3 ．1 测点布置

建筑物沉降监测点位布设在建( 构) 筑物四角的结构柱、建筑物基础分界点( 基础沉降缝) 布设沉降观测点10 个监测点位，见图1。

3 ．2 沉降观测方案

沉降观测使用天宝DINI 电子水准仪，水准控制点采用附合水准路线进行往返测，取两次观测高差中数进行平差。往测时各站观测顺序为: 奇数站: 后、前、前、后; 偶数站: 前、后、后、前。返测时，奇、偶测站观测顺序分别与往测的偶、奇测站相同。

作业过程中严格遵守规范。每次观测由固定测量人员、固定仪器按相同的观测路线进行。点的精度满足下列要求:

4 ．监测分析

4 ．1 建筑物沉降监测

下面是部分具有代表性监测点监测结果:

( 1) 沉降监测点J5 在盾构穿越期间出现变形，累计沉降最大为11mm。穿越后经加固保护，变形数据趋稳定。

( 2) 沉降监测点J6 在盾构穿越期间出现变形，累计沉降最大为19．7mm。穿越后经加固保护该点有所隆起，稳定后监测该点累计沉降为16．1mm。

( 3) 沉降监测点J7 在盾构穿越期间出现变形，累计沉降最大为8mm，盾尾脱离期间，该点沉降值增大，累计沉降最大达12．7mm。穿越后经加固保护该点有所隆起，且变形数据趋稳定，7 月16 日最后一次监测该点累计沉降为8．9mm。

4 ．2 监测数据分析

4 ．2 ．1 由盾构引起的沉降过程分析

从时间方面看，分为盾构穿越建筑物和穿越后两个阶段，得出这两个阶段建筑物绝对沉降量变化曲线，如图5。从沉降发生的时间关系看，建筑物沉降主要发生在盾构穿越阶段，在穿越后经加固稳定后，沉降量逐渐变小趋于平缓，因此在穿越阶段必须做好保护工作。

4 ．2 ．2 沉降影响范围分析

根据监测数据现以沉降点到隧道中线的距离为横轴，以隧道半径r 为单位一，从图1 中量取各观测点到隧道中线的距离nr 作为横坐标; 以各观测点的最大沉降量为纵坐标，通过曲线拟合、平滑等处理，可以得到图6 所示的建筑物沉降曲线。从图中可知，除去底层构造等因素影响之外，盾构隧道对建筑物的影响与建筑物离隧道的距离成反比，盾构隧道在穿越时会引起建筑物不同程度的下沉，且距离隧道边线越近沉降量越大。在距离隧道中线6r 以外的区域沉降较小，对建筑物影响较小，而在6r 以内的区域受影响较大，最大沉降量为19 ．7 mm ，这就要求提前做好保护措施，保证建筑物的安全。沉降量以及横向的影响范围视当时的地质条件不同会有所不同。

5 ．结束语

本文通过对盾构穿越建筑物时引起的形变发生过程及结果进行分析，得出沉降发生的时间规律和空间变化规律，为同类型盾构工程变形监测、预测等提供了重要参考。同时建立了盾构施工监测数据库，动态

地显示地表沉降曲线以及其与盾构推进施工参数间的相互联系，为管理人员提供科学化、规范化盾构施工管理的手段，为工程技术人员快速查询特定信息和分析、预测、评价周边环境安全，提供依据并做出决策。

参考文献:

［1］魏文广．北京地铁盾构隧道施工引起的地表沉降及建( 构) 筑物的变形控制标准研究［D］．北京: 北京交通大学，2008．

［2］李泽荣．地铁盾构施工引起地表沉降的数值模拟研究［D］．西安: 西安科技大学，2009．

［3］张书丰．地铁盾构隧道施工期地表沉降监测研究［D］．南京: 河海大学，2004．

［4］张帅军，孟树红，杨海．地铁区间隧道穿越建筑物的施工技术［J］．西部探矿工程，2005，( 4) : 101 －102．

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盾构下穿建筑物技术交底

布吉站~百鸽笼站区间 盾构下穿建筑物施工技术交底 一、工程概况 布?百区间隧道下穿越金鑫实业有限公司厂房、布吉永盛钟表厂、华年华美工业区集体宿舍等9栋建筑物。 区间过建筑物里程、对应环号及洞身地质情况详见下表 、掘进参数选择

、盾构施工下穿建筑注意事项 1、掘进过程中适当加大同步注浆压力及注浆量，每一环管片注浆量在6?8斥，1、4#注浆压力1.5?2.5Bar , 2、3#注浆压力2?3Bar，根据实际情况调整同步注浆浆液配合比，提高浆液的和易性和可泵性，缩短浆液凝固时间，及时有效地填满管片与围攻岩间的建筑空隙，防止地表下沉。注浆系统发生故障、注浆管发生堵塞时应停止掘进，待维修正常后方可继续掘进。盾构机停止掘进时严禁进行同步注浆，避免建筑物隆起。 2、在盾构掘进过程中要严格控制出土量，做到进尺与出土量保持均衡，并填写好 出土控制表，如发现一环出土量超过65m3或掘进过程中进尺与出土量保持不均衡，且初步估计是因刀盘位置土体塌方所致，应立即停止出土，继续往前掘进（此时总推力根据实际情况可调整至1000t,但各个控制按钮必须均匀增加）至顶部压力表显示为1.2bar 以上后停止掘进，并及时通知工程部及其它相关部门和领导，工程部立即派人到掌子 面里程对应的地表巡查，同时现场土木值班人员对渣样进行取样和分析，并取好渣样到地面供相关领导和部门分析。领导和相关部门结合渣样分析、设计院提供地质情况、地表建筑物沉降情况最后决定是否继续往前掘进，盾构操作手或机长不得擅自作主。 3、推进过程应保持盾构机有良好的姿态，严禁姿态的急剧起伏，水平和高程偏差 控制在土50mm以内。减小盾构机上下千斤顶压力差，上下千斤顶压力差控制在60Bar 以内。 4、根据地表监控量测数值，如发现管片在脱出盾尾后，地表沉降幅度较大（10mm v 沉降值v 20mm时对管片进行二次补注浆，以控制地表继续沉降，二次注浆采用双液浆。

运营期间的地铁隧道结构变形安全监测技术研究

运营期间的地铁隧道结构变形安全监测技术研究 发表时间：2017-05-14T13:31:08.110Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年1月下作者：王鹏 [导读] 随着我国现代化建设的飞速发展，城市基础设施地铁越来越多，是城市客运交通的大动脉以及城市生命线。 广州市吉华勘测股份有限公司 510260 摘要：随着我国现代化建设的飞速发展，城市基础设施地铁越来越多，是城市客运交通的大动脉以及城市生命线，其投资大、难度高、施工期长、环境复杂等。同时地铁沿线高强度的物业开发、市政工程建设对地铁结构和运营安全带来一定的隐患，城市轨道交通结构的安全保护工作日益严峻，一但出现城市轨道交通安全事件，将严重影响城市轨道交通的正常运营。因此，在外界施工影响下，对运营期间的地铁实施必要的变形安全监测至关重要。 关键词：地铁，测量机器人，自动化监测。 1 地铁监测的意义和目的 地铁结构本身由于地基的变形及内部应力、外部荷载的变化而产生结构变形和沉降。而地铁旁边的施工正是引起外部荷载变化的主要原因，地铁结构变形和沉降超过允许值，将会对地铁的运营安全造成影响。通过监测可动态收集地铁结构变形信息，掌握结构变形情况，保障运营安全。 地铁监测的主要目的如下：1）通过对测量数据的分析、掌握隧道和围岩稳定性的变化规律，修改和确认设计及施工参数；2）通过监控量测了解施工方法的科学性和合理性，以便及时调整施工方法，保证施工安全及隧道的安全；3）了解隧道结构的变形情况，实现信息化施工，将监测结果反馈设计，为改进设计施工提供信息指导，提供可靠施工工艺，为以后类似的施工提供技术储备。 2.监测实施 因地铁隧道的特殊性，对于地铁运营期的监测，需采用自动化监测手段，即采用测量机器人和自动监测系统软件建立隧道结构变形自动监测系统。在外部施工期间自动测量地铁隧道结构顶板、侧墙及道床在三维—X、Y、Z方向（其中：X、Y为水平方向，Z为垂直方向）的变形值。 2.1监测点与基准点布置 参考工程设计、实际情况及有关规定，确定地铁受外界项目施工影响的范围，监测断面可按5～20m间距布设，每断面布设一般情况下六个监测点。在隧道两端不受建设项目施工影响的隧道远处各设置3个基准点。 2.2自动监测系统 自动监测系统主要由监测设备、参考系、变形体和控制设备构成。监测设备由测量机器人、自动化监测系统软件和监测控制房组成；控制设备由工控机及远程控制电脑组成。 1）自动化监测网络系统的硬件部分包括高精度自动全站仪、目标棱镜、信号通信设备与供电装置、计算机及网络设备等部分组成（如图1）。 图1数据采集系统图 2）系统软件包括动态基准实时测量软件和变形点监测软件两大部分。动态基准实时测量软件功能上主要有以下特点：根据距离及棱镜布设情况自动进行大小视场的切换；依据布设的网形站与站之间的观测关系，对测站点的观测方向可分组设置，可适合任意控制网形，不局限于导线网；采用局域网技术进行数据的通信，并具有网络断开的自动判断功能；为满足各种测量等级和运营环境的需要，具有各项测量限差、时间延迟、重试次数、坐标修正的设置功能；考虑到地铁内局部范围内气象一致性，在平差计算中，采用加尺度参数解算，避免了气象参数的测定，提高控制网测量的精度。 3）变形点监测软件包括各分控机上的监测软件和主控机上的数据库管理软件两部分。分控机上的监测软件用来控制测量机器人按要求的观测时间、测量限差、观测的点组进行测量，并将测量的结果写入主控机上的管理数据库中。 2.3自动监测系统工作流程 首先建立计算机和测量机器人的通信，然后对测量机器人进行初始化，此外进行测站及控制限差的设置，所有设置完毕后进行学习测量，设置点组和定时器，根据点位的重要性以及监测频率将相同的观测点纳入同一点组，最后进行自动观测。一周期观测完毕后软件便对原始观测数据进行差分处理，得到各变形点的三维坐标、变形量及变形曲线图，设置软件还可以将数据通过手机网络发送至指定的邮箱。 3地铁隧道自动化监测的技术难点 地铁隧道是狭长形的空间环境，同时列车一般以平均5分钟左右的间隔在隧道中高速运行。地铁环境的这些特点及保证地铁正常运营等因素的制约，使得自动变形监测系统在地铁变形监测中的应用，遇到比其它工程中更多的技术问题，因此自动变形监测手段有着常规测量无法比拟的优越性。自动监测系统系统可以在无人值守的情况下，全天24小时连续地自动监测，实时进行数据处理、数据分析、报表输

城市地铁隧道施工引起的地面沉降及处理

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/1216154373.html, 城市地铁隧道施工引起的地面沉降及处理 作者：王涛涛 来源：《科学与技术》2018年第19期 摘要：在基本建成小康社会的今天，城市化进程越来越快，为了满足人们出行交通便利需求，缓解地上交通压力，很多地区开始建设地下地铁，而建设地铁时的隧道施工不当又会引起地面沉降等问题，为了预防和解决有可能发生的地面沉降问题，本文对由城市里地铁隧道施工所引起的地面沉降的原理进行分析，并提出预防和应对方法。 关键词：城市地铁；隧道施工；地面沉降；解决措施 引言： 在我国，为达到基本建成小康社会目标，城市化进程越来越快，政府对于基础设施建设方面的投资力度也在逐渐加大，为了满足人们出行方便的愿望，缓解城市公路交通压力，越来越多的地铁正在被建设，而建设地铁的难度较大，常表现在建造时常会伴随地面沉降等问题，如何预防和处理问题的发生，对地铁建设有重要意义，本文旨在对地面沉降进行原因分析和讨论解决方法，以促进城市化发展，特别是最近几年，广泛引起各界关注和思考。 1、地面沉降 地面沉降分区域性下沉和局部下沉两种沉降类型。一般来说，发生地面沉降常会使建筑物倾斜或倒塌，还会破坏地基的稳定性等等，特别的，若在滨海城市发生地面沉浸，除了会出现上述问题，还会造成海水倒灌，极大地增加了社会损失。建筑倒塌造成的人员伤亡，电线毁坏，海水倒灌等问题都给人们的生产和生活带来很大影响。 据研究，引起地面沉降的原因有很多，如地壳运动、海平面上升等都会引起地面沉降，其中还包括有城市地铁隧道施工，城市地铁隧道施工也是引起城市地面沉降的主要原因，據统计，世界各国，出现地面沉降的城市多为正在建造地铁或刚建成地铁不久的城市，其事故的源头多为地下隧道施工，21世纪地铁得到快速发展的今天，如何解决事故源头，减少地面沉 降，探索有效施工方法，是我们需要仔细深入研究的课题。 2.地面沉降原理分析 2.1盾构法隧道施工引起的地面沉降机理 盾构法施工是一种普遍用于修建地下遂道的施工方法。主要步骤为先确定开挖位置，然后在确定的位置开始挖掘，又用千斤顶用力推进到已开挖的位置，继续下一步挖掘，边挖边推进，边推进边挖，要确保挖掘和推进同时进行，节奏一致，而且要确保在缩回千斤顶的同时，使用液压举重拼装器一段段地再向前挖掘，直到整条遂道施工结束。由盾构法引起的地面沉降

地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题探析

地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题探析 摘要：随着我国经济的高速发展，我国地铁高速发展，盾构法具有不影响地面 交通、对周围建(构)筑物影响小、适应复杂地质条件、施工速度快等众多优点而 在地铁工程建设中广泛应用。但盾构法隧道工程是在岩土体内部进行的,无论其埋深大小,开挖施工都不可避免地会对周围土层产生扰动,从而引起地面沉降(或隆起),危机邻近建筑物或地下管道等设施的安全。因此,施工能产生多大的沉降或隆起, 会不会影响相邻建筑物的安全,是地铁隧道盾构施工中最关键的问题。要在地铁工程施工前对工程可能引起的地面沉降问题有所估计,就首先需要了解盾构法施工引起的地面沉降的一般规律和机理,进而提出相应的安全判别标准和控制原则,达到 事先防控的目的。 关键词：地铁隧道；盾构法；地面沉降 引言 随着城市交通事业的高速发展，在地铁施工中盾构施工最为普遍，地铁施工引发的地面 沉降问题逐渐受到了人们的重视，怎样对盾构施工中的地面沉降问题进行合理的预测和防范，成为了地铁盾构施工亟需解决的重要问题。本文主要阐述了有关地铁隧道盾构法施工中的地 面沉降问题研究。 1地铁隧道盾构施工引起地面沉降主要影响因素分析 1.1覆土厚度H和盾构外径D的影响 在地铁施工过程中隧道盾构技术非常重要，盾构外径越大,由盾构施工引起的单位长度的 地层损失就越大,在相同地面沉降槽宽度下,最大地面沉降也随着增大;而隧道覆土厚度越大,则 最大地面沉降值就会越小,但地面沉降槽宽度会越大。最大地面沉降随覆土厚度H与盾构外径 D的比值即H/D的增大而减小。 1.2盾构到达时的地层沉降,开挖面前的沉降或隆起 在地铁隧道施工过程中，沉降是非常重要的，自开挖面距观测点约3m-10m时起,直至开 挖面位于观测点正下方之间所产生的隆起或沉降现象。实际施工过程中设定的盾构土压舱压 力很难与开挖面土体原有土压力达到完全的平衡,多因土体应力释放或盾构反向土仓压力引起 的土层塑性变形所引起。 1.3盾构穿越土层性质 隧道开挖在软土层中，主要的土层性质有砂质粉土、淤泥质粘性土、砂土层以在不同的 土层穿越中对地面沉降也有不同的影响。在保持其他工艺条件都不变的情况下，穿越砂土层 相对于黏土层来说，其沉降槽宽度的系数也更小，因此沉降量也是最大的。设地层损失率为2%，盾构埋深为 10m，盾构半径为 3.2m，计算分析穿越不同土层的宽度系数与沉降量的关系。通过计算分析后可知，在穿越不同土质时地面沉降效应也不同，穿越黏土时的沉降槽宽 系数最大，对地面沉降影响的范围也最大，穿越砂质粉土层，宽度系数比黏土层小，沉降量 显著，在穿越砂土地面时沉降量最大。 1.4盾尾间隙沉降 隧道施工过程中，地表沉降是由于地铁盾尾通过测点后产生的,一般的范围约在后尾通过 测点后0-20m范围。由于盾构外径大于管片外径,管片外壁与周围土体间存在空隙,往往因注 浆不及时和注浆量不足,管片周围土体向空隙涌入,造成土层应力释放而引起地表变形,这一期 间的地表沉降约占总沉降的40%-45%。 2盾构隧道的地面沉降机理 在盾构隧道施工开挖的过程中，地面沉降是由于面的附加应力、应力释放等引起地层产 生的弹塑性变形。隧道施工所引起的地面沉降,主要包括开挖卸载时开挖面周围土体向隧道内 涌入所引起的地面沉降,支护结构背后的空隙闭合所引起的地面沉降,管片衬砌结构本身变形 所引起的地面沉降以及隧道结构因整体下沉所引起的地面沉降,可称为开挖地面沉降。盾构法 隧道在施工期的地面沉降可认为主要由开挖沉降、固结沉降和次固结沉降组成,而次固结沉降

盾构下穿建筑物专项施工方案

盾构隧道下穿建筑物专项方案 一、编制依据 1、珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程18标南洲站?沥滘站区 间平纵断面及洞门设计布置图； 2、珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段18 标工程南洲站?中间风井建筑物调查报告； 3、珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段18 标工程南洲站?中间风井区间盾构推进监测方案； 4、《地下铁道工程施工及验收规范》 (GB 50299-1 999)(2003 年版)； 5、《盾构法隧道施工与验收规范》 (GB 50446-2008) 6、《建筑地基基础设计规范》 (GB 50007-2011) 二、工程概况 2.1 工程简介珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段南洲站?沥滘站区间(简称“南沥区间”)位于广州市海珠区。本次设计起点为南洲站，终点为沥滘站。 根据广东广佛轨道交通有限公司穗铁广佛建会【2012】68 号会议纪要，盾构从南洲站始发，中间风井吊出；再根据拆迁情况而实施从沥滘站始发，中间风井吊出。起点为南洲客运站、向东南方延伸，途经南环立交、沥滘水道，进入沥滘村。区间沿线地形平坦，地面高程为7.87?10.32m,沥滘村沿线密布建筑物群。 盾构区间上方主要有南环高速公路等构筑物；沿线两边主要有南洲大酒店 (A7)、大量居民房等建筑物。 工程由两台①6250海瑞克复合式土压平衡盾构机进行施工。先后施工上行线和下行线隧道，盾构从南洲站东端头下井始发，掘进至中间风井吊出。 本区间隧道由上、下行线两条隧道构成，区间最大覆土厚约32.2 米，最小覆土9.5 米。区间最小曲线半径为350 米，线间距约12.5 米。线路纵坡设计为双向坡，最大坡度为29%°。 本区间穿越海珠区南洲街三滘经济社、南洲二手车市场，穿越土层主要为<3-1> 冲洪积层—砂层、<3-2>冲洪积层—砂层、<4-1 >冲洪积层—粉质粘土、<4-2> 河湖相沉积层一淤泥质土、＜5-1＞可塑状残积层一粉质粘土、＜5-2＞硬塑状残积层—粉质粘土、＜6

盾构下穿建筑物沉降分析与控制技术研究-本科毕业论文

盾构下穿建筑物沉降分析与控制技术研究-本科毕业论文

中国矿业大学（北京） 本科生毕业设计（论文） 中文题目：盾构下穿建筑物沉降分析与控制技术研究 英文题目：Research on Subsidence Analysis and the Relevant Encountering Measures for TBM undergoing the Buildings 姓名：学号： 学院： 专业：班级： 指导教师：职称： 完成日期： 2012 年 05 月 31 日

中国矿业大学（北京）本科生毕业论文任务书 学院专业 班级学生姓名 任务下达日期：2012年1月18日 完成日期：2012年5月31日 题目：盾构下穿建筑物沉降分析与控制技术研究 专题题目： 主要内容和要求： 1、盾构工法的发展和应用： ①盾构工法发展概况。 ②盾构工法在中国的应用。 2、盾构施工沉降问题的提出： ①阐述对盾构施工沉降的认识。 ②国内外盾构施工沉降分析及控制技术研究现状。 3、对盾构下穿建筑物沉降问题的认识： ①简述盾构下穿建筑物的安全风险。 ②对盾构下穿建筑物沉降规律进行分析与归纳。 4、盾构施工引起建筑物沉降控制技术分析： ①分析盾构施工引起建筑物沉降的主要影响因素。

②阐述控制建筑物沉降的方法及其适用条件和优缺点。 ③工程实例分析与研究。 5、结论和展望： ①谈谈自己对盾构下穿建筑物的理解，通过研究人们对盾构下穿建筑物沉降的分析、控制和处理方法得出自己的结论以及对今后发展趋势的展望。 ②对完善盾构下穿建筑物沉降控制方法以保证施工安全，提出自己一家之言。

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地铁隧道变形监测中的三维激光扫描技术研究

地铁隧道变形监测中的三维激光扫描技术研究 发表时间：2018-11-14T17:16:54.063Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第20期作者：黄鑫 [导读] 有效减轻了监测的劳动强度、缩短了监测作业时间，并且获得了更加准确、全面的检测数据，大大提高了检测的质量。本论文以地铁隧道变形检测中的三维激光扫描技术为研究切入点，对其进行了详细的研究和论述。 黄鑫 广州云胜工程勘测技术有限公司广东广州 510000 摘要：在地铁隧道施工建设完成之后，做好地铁隧道变形监测尤为重要，是保证地铁工程施工质量，确保地铁安全运营的重要条件。在地铁隧道变形监测中技术中，充分融入三维激光扫描技术，有效减轻了监测的劳动强度、缩短了监测作业时间，并且获得了更加准确、全面的检测数据，大大提高了检测的质量。本论文以地铁隧道变形检测中的三维激光扫描技术为研究切入点，对其进行了详细的研究和论述。 关键词：地铁隧道；变形监测；三维激光；扫描技术 地铁隧道在施工建设完成之后，受到土地扰动、周边工程施工、建构物负载等因素的影响，在具体施工中会出现纵向、横向变形，严重影响了地铁隧道的安全运行。这就要在具体的施工中，加强地铁隧道变形监测工作。传统的检测具有明显的缺点，如：工作效率低下、数据不全、自动化程度低，而将三维激光扫描术引入到地铁隧道变形监测过程中，有效地弥补了传统监测的不足。 1.地铁隧道变形检测相关概述 随着城市化进程的加快，城市人口增加、机动车辆增加。各大城市都面临着较为严重的交通压力。为了有效的缓解城市交通压力，各大城市都加强了地铁隧道的建设。但是在地铁隧道建设完成之后，受到复杂地质地理因素的影响，原本设计的地铁线路可能会出现多种结构改变，如：沉降、弯曲、扭曲变形、开裂等，在一定范围内的结构变形，并不会对地铁隧道的发展产生重要的影响，一旦地铁隧道出现严重的结构变形，就会导致地铁隧道出现结构与道床剥离、地铁轨道设备几何形位改变等。 除此之外，地铁隧道建设完成后，在运营过程中，还会受到地面和周边建筑物负载、隧道周边工程施工、隧道工程结构施工、地铁列车运行过程中所产生的振动等因素的影响，也在一定程度上加强了地铁隧道的变形。 因此，对于新建的地铁隧道线路，必须要加强变形监测，根据监测结果充分了解其平面位移、竖向位移情况，以有效保障地铁隧道的运营安全[1]。同时，变形监测数据，还可以为以后的地铁隧道设计，提供一定的借鉴和依据。 2.三维激光扫描技术以及特点 2.1三维激光扫描技术 三维激光扫描技术主要是指在地铁隧道变形监测过程中，利用激光扫描装置进行自动、系统、快速的扫描，并将所获得相应数据进行整理分析，以获得对象的表面三维坐标。这种三维激光扫描技术是一种高科技的测绘技术，集成了多种高新技术的测绘仪器，并在具体监测过程中，采用非接触式的高速激光测量方式。 三维激光扫描技术在地铁隧道变形监测中的具体应用，应包括以下四个步骤： 步骤一：在地铁隧道内部建立一个监测基准网，并形成一个闭合的观测系统。通常，地铁隧道内部基准网往往在铺轨施工期间完成，并采用地铁的基本控制网进行建立。 步骤二：根据地铁隧道的实际情况，在每隔一定的距离上，可采用CPⅢ控制点埋设的方式，设置一个激光反馈观测点。通常，激光反馈观测点往往选择在增加横断面上，这样便于激光反馈点的收集。之后，根据激光反馈点所的到的数据进行分析，从而根据分析结果得出地铁隧道的变形程度。 步骤三：以地铁隧道和你建立的检测基准网为基础，采用三维激光扫描仪，对激光反馈光测点进行扫描，从而得到整个地铁隧道线路的三维激光扫描数据。 步骤四：将三维激光反馈点所得到的数据进行综合整理，并据此建立三维模型，进行综合检测。在这一过程中，对于大量的数据分析，要保证数据的完整真实，不能在分析过程中，随意更改[2]。 2.2三维激光扫描技术特点 具体来说，三维激光扫描技术在地铁隧道变形检测中的应用，具有一定的优势： 第一、效率高。 三维激光扫描技术在监测的过程中，所用的时间仅仅为传统监测时间的几十分之一，能够在短时间内完成高质量的监测。尤其是对于地形结构复杂的区域内部来说，三维激光扫描技术监测优势尤为明显。 第二、三维可视化 三维激光扫描技术在监测中，可以快速获取地铁隧道内部精确信息，充分反映其本身特点，并在此基础上，实现了地铁隧道内部表面的三维可视化。 第三、安全稳定，精度均匀 与传统的监测方法相比较，三维激光技术在应用中由于扫描仪自动识别，大大降低了监测过程中人为因素所造成的误差，在一定程度上提高了观测的精准度。另外，在监测过程中，由于三维激光获取数据密度较大，精度分布较为均匀，所谓在此基础上构建出的三维立体模型，具有较强的完整性和连贯性。 第四、数据监测更加全面 三维激光扫描技术在应用中，可以对隧道内部各个区域的沉降、结构变形、收敛情况进行详细、直观的了解，使得数据监测更加全面。 3.三维激光扫描技术的具体应用 3.1制定监测方案 制定科学的检测方案，是实施三维激光扫描技术监测的第一步。在制定监测方案的过程中，不仅要根据地铁隧道的实际情况，还要对

城市地铁隧道施工引起的地面沉降与处理

城市地铁隧道施工引起的地面沉降与处理 1 城市地铁隧道施工引起地面沉降的机理分析城市地铁隧道在施工过程中最常采用的方法为盾构施工法，其指的是在工程施工前， 利用像挖掘机一样的机械把地下的泥土挖出，勾画出隧道工程的大体框架。由于施工地区土质密度、强度或特殊地形的影响，因此很容易在地铁隧道建设施工中出现一些误差。如地铁隧道挖出的土与隧道体积不相等，土质密度过于松散出现塌方、施工地出现不同程度的沉降现象等等。其中，最严重的问题就是施工地区的沉降现象， 其具体指的是人们在挖土的过程中，由于先挖走的土层空隙水压强度不大，应力很小，施工点只会出现小面积的推移；但随着工程建设施工进程的加快，被挖出的土壤越来越多，推动力和应力会不断增强，导致施工点出现大面积移动或者施工地面出现突起等现象。施工人员为了防止盾构施工法对地质、土壤造成的影响，在施工过程中会使用千斤顶支撑上地面，等到地铁隧道中多余的泥土全部被运输离开后再撤走千斤顶，但这样的缺点是本来被千斤顶支撑的地面突然没有了支持力，从而出现隧道塌陷，即我们所说的施工沉降现象。因为机械设备在地下作业过程中相对困难，若隧道施工时再遇上粘质土壤，施工难度不仅会加大，而且施工地沉降的偏差也会增加。 2 某地铁工程隧道施工引起地面沉降与处理工艺

2.1 工程概况 某地铁工程一号地铁线北起升仙湖，南下华阳，中间途经火车北站、天府广场以及火车南站等多个重要地点，是人们出行选择的首选交通工具。其全长31.6千米，隧道外径7.8m,内径6.4m, 并且地铁一号线还有继续向南扩展的趋势，在继续向南的隧道建设施工也采用同地铁一号线相同的盾构施工法,并预计在2018 年就能够完成地铁三号线的修建,并开始运行。 根据地质资料分析得出：盾构主要穿越的土层有灰色粘质粉土层、灰色淤泥质粘土层和灰色粘土层等多种土层。地铁隧道穿越地基土层的基本物理力学指标见表 1 ,部分施工地的沉降现象分别用横断面和纵断面图来表示,如图 1 和图 2 所示。 2.2 监测方案 在实际施工中, 需要对施工地进行地面沉降的监测。作者所在的项目工程中，计划是每隔200m就进行一次横断面的监测，像天府广场这样建筑物密集的地方,会缩短监测距离,每隔50m 就进行一次横断面的监测, 而每个横断面监测之间, 可再细化到每个监测点。一般情况下,每个横断面监测间会设置10个监测点,并且为了监测所得的数据具有连续性, 施工人员在隧道中还布置了沉降观测点, 对施工周围的管线是否沉降也进行了相应的观察。 2.3 具体计算及沉降各阶分析 （1）刚出现沉降的时间段,即前期沉降,其是工程刚刚施 工的阶段，由于没有过多的挖土和破坏土层、地质，沉降的最大

盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术

盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术 文章摘要： 盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术摘要：随着近几年地下工程建设的不断发展,盾构施工技术已越来越成熟,特别是在城市轨道交通建设中更显示出其优越性。但是,对于盾构施工过程中穿越障碍物或近距离通过既有建(构)筑物的施工还缺少相应的工程实例,经验相对也较少。近年来,我国城市轨道交通建设发展迅速,但是面临着越来越复杂的周边环境和施工条件,因此研究和制定相应的施工技术和应对措施十分必要。文章针对盾构施工穿越城市内河、下穿既有隧道以及湖底施工、下穿古城墙等工程实例进行分析研究,提出了针对类似情况的应对技术措施。 1 引言 随着国民经济的发展和城镇化建设的加速,国内城市轨道交通建设发展也越来越迅速。在轨道交通建设中,盾构工法由于其优越性在国内的应用越来越多。为了使轨道交通尽快形成网络达到预期的规模效应,轨道交通的建设也在加速。随着初期单条线的建成,后续线路建设的难度会越来越大。同时,伴随城市规划建设,特别是通常伴随地铁建设的沿线开发的增多,工程建设所面临的是越来越复杂的周边环境,穿越障碍物或近距离通过既有建(构)筑物的情况也越来越多。工程施工时既需要对既有建(构)筑物进行保护,又要确保工程本身的安全性和进展顺利,因此对不同的情况采用相应的应对技术十分必要。本文以南京地铁施工中已成功完成的盾构施工穿越障碍物的几个实例为基础,研究分析相应的应对技术。 2 下穿既有河流 2.1 工程实例 金川河宽10.4m,河堤深4m, 水深1.3m,为污水河。盾构隧道与 该河近正交下穿通过,盾构机与 河床底净间距6.2m。该段 地质情况自上而下分别是:② -1d3-4粉细砂(3.5m)、②-2c2-3 粉土(约6.0m)、②-2b4淤泥质粉 质粘土(约3m)、③-2-1b2粉质粘 土(4m)、③-3-1(a+b)1-2粉质粘 土(约 4.7m)。隧道主要在② -2c2-3粉土、②-2b4淤泥质粉质 粘土(上部)和③-2-1b2粉质粘土 (下部)地层中穿过(图1)。 该工程盾构机于2002年5月 9日~2002年5月10日和2002年 12月28日~2002年12月29日分 别在下行线和上行线顺利通过金 川河,沉降监测结果良好,没有采 用应急预案。但是在下行线掘进

地铁盾构隧道下穿建筑物沉降规律分析

地铁盾构隧道下穿建筑物沉降规律分析 摘要:通过对成都地铁盾构隧道穿越建筑物引起的地表沉降进行动态监测与分析，得出了盾构地铁隧道在穿越建筑物时沉降发生时间及影响范围，并初步制定了用于指导施工的监测数据库，以便为今后类似工程提供参考。 关键词:成都地铁2 号线; 盾构隧道; 穿越; 地面建筑物; 沉降监测 1 ．引言 随着国家、城市的经济发展，地铁成为交通繁忙、人口密集城市的重要交通工具。在地铁盾构隧道施工期间，不可避免地要近距离地下穿地面建筑物，在穿越期间，由于地层受扰动、超挖引起的地层损失及应力改变等原因都可能造成地面建筑物出现沉降、位移，从而引起建筑物出现裂缝、倾斜甚至倒塌，给人民的财产、安全带来威胁。为掌握盾构施工过程中地面建筑物的状态，在实施加固、保护等施工措施的同时，必须对地面建筑物进行监测，并将监测数据及时反馈到施工中，确保施工安全。本文对成都地铁盾构隧道某栋建筑物的监测成果进行研究分析，以便为今后类似工程提供参考。 2 ．工程及地质概况 本工程为成都地铁线2 号线羊西二环路站～白果林站，在里程YCK26 + 332 ～YCK26 + 832 段穿越密集居民建筑群。盾构隧道埋深约14 米，地面建筑物为金琴路南段二巷2 号楼，主体上部为砖混7 层，下部为预制桩基础，基底约2．5m 中砂。 该隧道地处川西平原岷江I 级阶地，为侵蚀～堆积阶地地貌，地形平坦。隧道穿越地层主要为砂卵石层，局部夹中砂。第四系孔隙水是段内地下水的主要存在形式，主要赋存于各个时期沉积的卵石土及砂层中，土体透水性强、渗透系数大，水量丰富。场地内地质构造条件简单，未发现有断裂通过，无不良地质作用，在VII度地震作用下，不具备产生滑坡、崩塌、陷落等地震地质灾害的条件，环境工程地质条件较简单。综合判定，本工程场地稳定。 3 ．监测方案设计 尽管盾构法施工隧道具有对周围环境影响小、掘进速度快、机械化程度高、施工安全等特点，但仍不可避免地引起地表以及地表建筑物沉降。因此在研究盾构隧道对建筑物沉降的影响，布设了建筑物沉降监测点，用以观测建筑物下沉量，判定建筑物的安全性，以便采取相应的保护措施。 3 ．1 测点布置 建筑物沉降监测点位布设在建( 构) 筑物四角的结构柱、建筑物基础分界点( 基础沉降缝) 布设沉降观测点10 个监测点位，见图1。

最新(地铁隧道)XXXX站-XXXX站区间监测方案教案资料

XX市及轨道交通XX号线 监控量测方案 编制: 审核: 批准: XX集团XX项目部 年月

目录 一、监测方案编制依据 (2) 二、工程概况 (2) 三、监测的目的和意义 (3) 四、信息化施工组织 (3) 五、施工监测设计 (4) 5.1、地表沉降监测 (4) 5.2、地表建筑物（构造物）沉降、位移、倾斜、裂缝监测 (6) 5.3、管线变形监测 (8) 5.4、隧道内管片沉降、收敛监测 (9) 5.5、东风渠、七里河交叉口过河监测 (9) 六、警戒值的确定及监测频率 (9) 七、人员设置及仪器配备 (10) 八、监测质量保证 (11) 九、监测成果报告 (11)

XX市及轨道交通XX号线体育中心站~博学路站隧道工程 监控量测方案 一、监测方案编制依据 1、XX市轨道交通XX号线XX标段设计图纸； 2、《地铁工程监控量测技术规程》DBI 1/490-2007 5、《地铁设计规范》GB50157-2003 6、《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308-1999 7、《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-2003 8、《工程测量规范》（GB50026-2007） 9、《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009 10、《XX市轨道交通工程监控量测管理办法》； 二、工程概况 本工程为XX市轨道交通XX线一期工程土建施工第XX标段，包括一个车站（XX站）和两个区间段，区间段即XX站——XX站盾构区间段，XX站——XX段区间段（其间包括盾构区间、明挖区间）。 第XX合同段全长XXXX米，其中XXXX站长XXXX米，盾构区间长XXXX米，盾构段双线总长XXXX米，明挖区间长XXXX米。 XXXX站——XXXX站盾构区间段起止里程为，西起左线CK32+487.74(右CK32+487.74)，东至CK34+698.25（CK34+698.25）；XXXX站——车辆出入线段区间段，西起RCK0+056.152东至RCK2+962.0 ；XXXX站的起止里程为CK34+698.25至RCK0+056.152 。 其中XXXX站至XXXX区间工程区间长度约为XXXX米，联络通道三处，其中中间联络通道带有通风井。三处联络通道离始发井距离分别约为：490米、1309米、1869米。 线路平面包含两段圆曲线，曲率半径分别为350米和450米。竖曲线由21.4‰-2‰等坡度组成的V字型。 隧道盾构施工选用德国Herrenknecht公司生产的复合盾构机作为隧道掘进设备。该设

既有运营地铁隧道沉降及治理方法研究

既有运营地铁隧道沉降及治理方法研究 地铁以其运行速度快,不受路面交通拥堵的影响等优势,已成为中国大型城市最重要的交通工具。地铁在运营过程中,随着隧道建成年限的增加,由于区域性地面沉降、土层纵向的不均匀性、隧道周边基坑开挖、隧道渗漏、列车荷载等因素的影响,隧道沉降持续增大,严重的不均匀沉降会直接引发安全问题。 本文结合北京地铁机场线T2支线西线隧道出现的错台变形问题,通过理论分析、数值模拟、现场监测三个方面的研究,系统地总结分析了工程实例全过程,形成了一套包括理论预测、设计模拟、效果评价的方法体系,对在北京地区乃至全国各地区相似地层的既有运营地铁隧道的沉降问题处理提供了借鉴经验。本文具体的工作和成果如下:(1)定性分析影响地铁隧道结构沉降的因素,确定厚度分布不均一、地下水活动导致出现软卧下卧层及隧道渗漏水和地铁列车振动是隧道产生不均匀沉降的主要影响因素。 研究现场实测沉降数据,利用简化双曲线模型对隧道结构长期沉降进行定量预测,拟合得到的沉降值与现阶段监测的沉降值基本吻合。(2)基于对研究区饱和含水黏土、粉土及粉细砂地层发生严重不均匀沉降的地层沉降,构建了一套适用于长期运营地铁沉降的监测技术方法。 对施工前的沉降监测、施工期间的动态监测和施工后的长期监测数据,以科学、合理的信息化监测技术作指导,为研究区沉降治理奠定了指导依据。(3)运用三维数值模拟方法,采用虚拟膨胀压力法模拟侧向注浆加固。 对比两种模拟方案的沉降特征分析,确定两轮注浆的方案对实现隧道结构和道床抬升的目的较为合理。(4)采用复合注浆技术,将注浆加固过程分为7个阶段,逐一记录分析每个注浆阶段施工后的地层反应特征,对比分析普通硅酸盐水泥和

地铁隧道结构变形监测控制网及其数据处理

地铁隧道结构变形监测控制网及其数据处理 发表时间：2017-10-30T09:25:06.667Z 来源：《基层建设》2017年第20期作者：汪英宏王守横 [导读] 摘要：地铁隧道结构复杂，在长期使用过程中会受到各种因素的影响，因此，做好变形监测非常重要。 上海市机械施工集团有限公司大连地铁216标段项目经理部辽宁大连 116037 摘要：地铁隧道结构复杂，在长期使用过程中会受到各种因素的影响，因此，做好变形监测非常重要。本文将进行分析，以供参考。关键词：地铁隧道；变形监测；原因；措施 1.前言 对于地铁隧道结构变形的监测，不能采用传统的变形监测控制网布设方法，在施工过程中根据施工要求对工艺参数进行控制，为保证结果的准确度，必须进行基准点的稳定性检验。 2.地铁隧道变形原因 2.1轨道结构变形 地铁隧道变形包括轨道结构变形和隧道结构变形两种形式。其中轨道结构变形的主要原因是列车荷载长期对轨道产生反复作用，使轨道发生几何偏差进而影响轨道的平整性和顺畅性。除列车荷载作用外，隧道周边建设施工的卸载、负荷、加载也会引起道床的不均匀沉降。这种沉降同样会影响轨道的平整度及顺畅。对于铁路来说，地铁运行车辆重量较轻、速度低，轨道和车辆行走部分的变形一般不会引起地铁事故，但轨道变形造成的不平顺可能会导致列车发生不正常振动。这会降低列车运行的稳定性，减少用户的舒适度，更重要的是会加快轨道结构部件的损坏速度，从而间接影响列车的行车安全。 2.2隧道结构变形 地铁隧道结构变形发生在施工阶段和运营阶段，在施工阶段，地铁暗挖隧道工程是在岩土体内部进行的。在开挖过程中对地下岩土的扰动是不可避免的，这就破坏了地下岩土体原有的平衡条件。隧道开挖时地层初期受到的影响较小，发生的也是微型形变，随着开挖的不断深入，变形会极剧增大然后又趋于缓慢。因此，在隧道开挖过程中应对隧道的拱顶下沉量和地表的下沉量进行监测，以便于对隧道结构的稳定性和开挖工程的安全性提供分析依据。地铁隧道开挖引起的地层变形是一个漫长而缓慢的过程，无论是浅埋暗挖法还是盾构法在工程完工投入使用后都会不同程度的发生整体下沉的现象，尤其是工程处于软土层中时下沉现象更加明显。 3.地铁隧道变形监测技术 3.1传统监测技术 传统监测技术是利用水准测量仪的检测功能对隧道结构的变形情况进行监测，主要对隧道变形区域的断面进行监测。该法在实际使用过程中存在一系列不足： 首先，该法无法使用先进的远程测量技术。在监测过程中不得不打断监测区内的列车运行。 其次，地铁隧道内可视性差，空间受到限制，运行环境复杂，给监测的安全性和监测质量造成了不利影响。 最后，监测点数量受限，若设置监测点过多，不仅会增大工作量还会延长监测周期的长度，无法准确的反映出变形的真实情况；若设置监测点过少，无法根据有限的数据得到较为精准的变形趋势，这对后期的隧道结构的变形负荷分析是极为不利的。传统的监测技术已经无法适应现代社会的需求新型的监测技术急需被研发使用。 3.2高程监测控制网 在地铁进行跨河水准测量、测量机器人三角高程法测量、GPS 测高三种方法进行施测。 3.2.1跨河水准测量跨河水准观测采用威特 N3 及配套的铟瓦水准尺，施测前仪器 i 角检校为+1.2s。跨河水准测量严格按《国家一、二等水准测量规范》要求选定与布设场地，使仪器及标尺点构成平行四边形。作业方法、视线距水面的高度、时间段数、测回数、组数及仪器检查等按规范要求执行。按二等跨河水准观测精度施测 8个测回，高差中数中误差为±1.48mm。 3.2.2 测量机器人三角高程法测量采用徕卡 TCA2003 机器人完成，在 b1、b2 设置仪器，对向观测 12 个测回，测回间隔 5min。每测回量取 2 次仪高和棱镜高，量取至毫米。高差中数中误差为±1.00mm。 3.2.3 GPS 高程测量b1、b2大地四边形进行 GPS 联测，GPS 网解算的 b1、b2大地高的高差为-0.3403。 3.2.4 三种方法的成果比较高程监测控制网采用跨河水准测量、测量机器人三角高程法测量、GPS 测高三种方法进行施测结果进行对比。 4.基于组合后验方差检验法的灵敏度 4.1灵敏度的概念及其目的 通常情况下对基准点的稳定性进行判断是在测量结束后的内业处理过程中，删除一些不稳定的点带来人力物力和时间的浪费，在当今世界寻求的应是高效节能的方法，若是在观测现场测量人员或者测量机器人根据观测数据能感知到基准点的不稳定性，就可以给外业监测提供指导，提前对基准点进行筛选，甚至给基准网的布设提供意见，使得地铁隧道结构变形监测网和后期数据处理得到优化。 然而对同一个点的多次观测结果存在差异可能是误差影响也可能是基准点不稳定引起，要是知道到底出现多大的变动时可以认为是基准点发生了移动，那进行现场监测时就能对基准点的稳定性进行判断，不需要等到进行完内业处理才能得到答案。当观测值出现一定程度变化的时候，这种方法就能够有效的检测出结果。 4.2组合后验方差检验法灵敏度的探测 为模拟基准点的变动，对观测数据进行人为的改动。从众多基准点中任意选取3个，分别对方位角、天顶距和距离三个观测量进行测试，当角度偏差大于3秒小于6秒时对该点的稳定性应持怀疑态度，而大于6秒时该点稳定性就一定不可靠，当距离的测量偏差大于5ｍｍ时该点的稳定性同样不可靠。计算所得的组合后验方差检验法的灵敏度在实际工程实例中可以作为重要的比较参考值，通过比较监测数值间的差值，实现监测现场简单、快速判定基准点的稳定性。 5.隧道变形监控的系统建立 5.1系统数据库结构 变形监测数据库用于存储监测点属性、监测成果等数据信息，是数据管理系统的基础。因此，合理的数据库结构不仅是数据库设计的

地铁隧道盾构施工引起的地面沉降规律分析

土压平衡盾构施工引起的地面沉降规律分析 城轨公司杨小飞 【摘要】本文对广州地铁6号线盾构2标区间盾构隧道施工过程的地面沉降监测数据进行分析，探讨了盾构施工过程地表沉降规律及其影响范围和程度，包括沉降槽分布形式、沉降随时间发展规律、沉降量概率分布的统计分析等，并用数学函数加以表达。研究结果对今后类似工程施工过程的隧道周边建（构）筑物的保护，施工参数的优化以及工程的顺利实施具有参考价值。 【关键词】盾构沉降拟合 1.引言 地铁交通在我国正处于发展阶段，由于盾构施工法的安全性和先进性，盾构技术在城市地铁隧道施工中得到越来越广泛的应用。由于地铁隧道多位于城市中心繁华地带，地下管线和地面建筑物众多，施工过程多少都会扰动地层，要完全消除地表沉降是很困难的。盾构施工过程的沉降会对地面建筑物的安全造成威胁甚至引起破坏，国内外已对施工沉降进行了大量研究，提出了许多沉降计算模型［1,2］，如Peck 模型（1969），Attewell 模型（1981），O’Reilly-New 模型（1982），藤田模型（1982）等。国内专家也对国内地铁盾构施工过程的沉降规律进行了总结 ［3 ］- ［5 ］，得到了许多具有共性的认识。但由于广州地区地质条件复杂，对沉降规律的定量研究还比较少。本文对广州地铁6号线2标区间盾构隧道施工过程的地表沉降规律及其影响范围进行研究，以期对今后类似工程建（构）筑物的保护，施工参数的优化提供参考依据。 2.工程概况 广州地铁6号线2标区间隧道采用盾构法施工。区间隧道由两条并行的单线隧道组成，其中已完成施工的【大坦沙站-如意坊站盾构区间】左右线隧道间距8.1～26m，左右线隧道总长2859.2m，隧道埋深4.7～27.8m，线路最小水平曲线半径500m，最大坡度30‰。盾构机采用德国HERRENK AG 公司生产的土压平衡式盾构（EPB），盾构机刀盘直径6280mm，采用盾尾同步注浆（砂浆）方式。隧道衬砌采用预制钢筋混凝土管片，管片环外径6000mm，内径5400mm，管片宽度1500mm。【大-如盾构区间】上覆第四系为人工填土层、淤泥层、淤泥质土层、淤泥质粉细砂层、粉质粘土、粉土层、冲积－洪积粉细砂层、冲积－洪积中、粗、砾砂层、冲积－洪积土层、可塑或稍密~中密残积土层、硬塑或密实状残积土层。下伏基岩白垩系、石炭系棕红色、红褐色岩石，风化程度不均一，软硬夹层较多。 3.沉降观测方法 3.1 观测仪器及要求 采用精密水准尺仪，铟钢水准尺、30m 检定过的钢卷尺进行沉降观测。线路沿线一般的多层建筑物和地表沉降，按国家三等水准测量技术要求作业，高程中误差≤±2.0mm，相邻点高差中误差≤±1.0mm。 3.2 沉降观测点的布设 正常情况下，沿隧道中线上方地面每隔5m 布设一个沉降观测点，每隔20m 建立一个监测横断面，该断面垂直于隧道中线，每个断面上布设5个观测点，其中隧道中线上方一个点，左右间隔5m 各一个点。对于软弱土层、或埋深较浅的区域，应根据隧道埋深和围岩地质条件，加密监测断面和测点。 当隧道上方为混凝土路面时，常布设两种沉降观测点，即分混凝土路面及路面以下土层两种，路面部分沿线路中线每20m布设一个观测断面，观测点直接布设在路面上，以量测路面沉降量；为了防止路面硬壳层不能及时、准确反映地层实际沉降情况，造成路面下方虚空，需钻穿混凝土路面并在路面以下地层中打入短钢筋布设观测点，以便对地层的沉降情况进行监测。 3.3 项沉降观测频率 盾构机机头前10m和后20m范围每天早晚各观测一次，并随施工进度递进；范围之外的监测点

地铁盾构隧道下穿建筑物的安全性分析

地铁盾构隧道下穿建筑物的安全性分析 李茂文，胡辉 （南昌城市规划设计研究总院，江西南昌330038） 摘要：本文以深圳地铁5号线翻身 灵芝盾构区间隧道下穿碧海花园小区建筑物施工为工程依托，运用有限差分程序FLAC3D模拟盾构隧道开挖的全过程，对施工产生的管片内力变化、地表沉降以及桩基的变形进行了预测分析。计算结果表明，只要能够正确合理的施工，采用土压平衡盾构施工，安全顺利地穿越建筑物是可行的。 关键词：盾构隧道下穿建筑物地表沉降桩基沉降数值模拟 有限差分法由于具有能够适应复杂边界、非均质、非线性本构模型，分析结果全面详细等优点，被广泛用来模拟盾构隧道施工对环境的影响的分析。本文以深圳地铁5号线翻身 灵芝盾构区间隧道下穿碧海花园小区施工掘进为工程依托，运用有限差分程序FLAC3D模拟盾构隧道开挖过程，对施工产生的管片内力变化、地表沉降以及桥梁桩基变形进行预测分析。1工程概况 深圳地铁5号线翻身至灵芝盾构区间隧道管片设计外径为6m，内径为5．4m，管片厚度为30cm。地铁右线隧道穿越碧海花园2层和8层的砼框架楼房。碧海花园桩基采用柱下独立基础，承台下桩基采用Φ480沉管灌注桩，有效桩长17m。该建筑物桩基与隧道拱顶最近距离为1．14m，断面埋深20．5m，地下水位埋深为3．2m，隧道位于砾质粘性土、全风化花岗岩及强风化花岗岩三种不同硬度的地层中，局部有硬岩突起，突起硬岩裂隙发育，地质条件复杂。 2盾构掘进数值模拟分析 2．1材料特性 （1）土体材料 目前，在土工计算中广泛采用的各向同性模型有两大类，一类是弹性非线性模型，另一类是弹塑性模型，两者都反映了土的非线性应力—应变关系特性。本文土体采用弹塑性本构关系，屈服准则为直线性Mohr－Coulomb准则。 （2）注浆材料和管片衬砌材料 注浆材料和衬砌单元在模拟过程中也采用适合混凝土材料的弹塑性模型。注浆材料的强度会随着时间的推移而增加，此时取其长期固化注浆材料，其弹性模量取400Mpa［4］，管片衬砌采用C50钢筋混凝土，弹性模量为35GPa。 2．2实体模型建立 计算采用有限差分程序FLAC3D建立三维模型，横向取40m，向上取至地表，向下取隧道中心以下15m，沿隧道长度方向取40m。左、右、前、后边界施加水平方向约束，底面限制垂直位移，顶面为自由面。初始应力只考虑自重应力场的影响。地层、管片、注浆浆液均视为理想弹塑性材料，服从Mohr—Coulomb屈服准则；管片和同步注浆浆液均采用壳单元；地层和桩基则采用实体单元模拟。计算模型如图2，模型共有148192个单元，154755个节点。盾构机长7．5m，盾构外径6．25m，管片宽l．5m，厚300mm，盾尾间隙厚75mm。盾构隧道与桥梁桩基的位置关系如图2所示 。 图1 三维计算模型图 图2盾构隧道与建筑桩基的位置关系图 根据地质勘察资料，该段地质分层从上而下分别为：3m的素填土、6m的砾砂、10．5m的砾质粘性土、2．5m的全风化花岗岩及16m的强风化花岗岩。各土层的物理力学参数见表1。3数值模拟计算结果分析 3．1应力分布分析 盾构推进15m、30m和40m时最大主应力云图如图3、4和5所示。从图中可以看出，随着盾构的不断推进，已开挖的隧道衬砌的最大主应力增大，当隧道开挖到40m时，拱腰靠底部位置的最大值主应力值达到2．3MPa，最小值出现在隧道拱顶的位置，最小主应力在拱顶的位置，其值达到－6．7MPa，均远远小于盾构管片的设计强度，因此，盾构管片所受到的内力不足以使管片结果产生破坏，管片结构仍有较大的安全富余量。 · 402 · 2012年第6期（总第123期）江西建材交通工程