地铁施工中地下建筑物对地表沉降的控制标准

地铁施工中地下建筑物对地表沉降的控制标准

【摘要】在地铁工程施工中,为保障施工影响范围内地下建筑物的安全,以及围岩与结构的稳定,针对具体工程提出了一个地表下沉控制基准值,作为施工监测指标。

【关键词】地铁施工;地表沉降;控制标准

在城市市区修建的浅埋地下工程,在设计与施工中需要提出一个控制地表下沉的标准。国内现有的一些城市地铁施工引起的地面沉降允许值往往是由专家们为了控制地下工程开挖对地面环境的不利影响而根据经验规定的,通常都采用30mm的控制标准。

为了使所提出的沉降控制基准值既保证建筑物及地下管线的安全,又使建设成本较为经济,有必要对控制基准作较深入的分析。

1 地表沉降控制基准

1.1 按地面环境要求分析地表沉降的控制标准

地层沉降对地下建筑物的危害主要表现在地面的不均匀沉降和由此而引发的建筑物倾斜(或局部倾斜)。参照相关规范各种建筑物的允许倾斜(例如砌体承重结构基础之局部倾斜在2‰~3‰以内,多层及高层建筑基础随建筑物高度控制在1.5‰~4‰以内),根据给出的允许倾斜度和实测某种条件下的沉陷宽度,就可以计算出该种条件下的地表最大下沉允许值。

地下工程在施工时产生沉降,在其影响范围内将对其上面的建筑物产生不良影响。根据以往的经验,地表沉降规律(横向)可以采用著名的Peck曲线(图1),其公式为[2]:

S(x)=S max exp[-x2/(2i2)] (1)

式中S(x)为距离隧道中心轴线为x处地表沉降值,m;i为地表沉降槽宽度,m。

(1)地下建筑物相邻梁柱间距小于或等于沉降槽拐点i时,由地下建筑物底部产生的倾斜值不大于相应建筑物允许倾斜值可知:

ΔS/L≤[f](2)

式中:L为地下建筑物相邻梁柱间距,m;[f]为地下建筑物的允许倾斜值(参照地面建筑物的允许倾斜值可得);ΔS为差异沉降值。

由沉降槽曲线可知,在拐点i处曲线斜率最大,以此极限条件下的坡度值不大于相应建筑物允许倾斜值作为限制条件。由极限条件,地表最大允许沉降量为:

S max=(i/0·61)[f] (3)

(2)建筑物相邻柱基间距大于或等于2i时,沉降对地下建筑物的影响除倾斜外还含有承力梁、柱挠曲变形。当沉降过大时,有可能导致地下建筑物梁柱的断裂及部顶底板结构压性裂缝的产生。以地下建筑物结构的允许应变作为计算控制基准的极限条件。对沉降槽上方的地下结构变形梁、板,其允许应变为:

[ε]=[ζ]/E(4)

当地下建筑物梁、板走向垂直于隧道纵向时,此时[S]值最小。

式中:[ζ]为梁、板的极限抗拉强度;E为材料弹性模量。

1.2 按地面环境要求分析地表下沉控制标准

从保障地层与结构的稳定出发,地表下沉控制标准必然与当地的地质条件、施工规模、埋置深度、结构尺寸和施工方法等有关。

(1)通过拱顶下沉极限推算地表沉降标准。工程实践和理论分析表明,更多情况下控制浅埋地下工程稳定性的主要指标是拱顶下沉值,而不是水平收敛值。在利用算得的拱顶位移值与地表中线位移值换算关系后,即可将拱顶下沉控制标准换算成地表下沉控制标准。

(2)由地层极限应变推算地表沉降标准。参考文献[1],地层坍塌破坏极限状态的地表最大沉降量为:

S max=(i/0·61)γp=(i/0·61)Ktgβ(6)

式中:Smax为地表最大沉降量;i为曲线拐点到中心的距离;γp为围岩的极限剪应变;K为经验系数,在软岩中K=(1.3~1.1)×10-3,β=45°+φ/2;在硬岩中K=1.0×10-3,β=45°+φj/2;β为弱面走向与水平面夹角;φj为弱面内摩擦角。

(3)由上层车站列车安全运营确定的地表沉降标准。《铁路线路维修规则》规定:两股钢轨顶面水平的容许偏差,正线及到发线不得大于4mm,其他站线不得大于5mm。但如果延长不足18m的距离内出现水平差超过4mm的三角坑,将导致一个车轮减载或悬空,如果此时出现较大横向力作用有可能发生脱轨事故[4]。根据Pcck沉降曲线规律,由轨道前后高低不平顺决定的地表允许沉降为[4]:

[S max]=2W[δ]/L(7)

式中:[S max]为地表允许沉降值;[δ]为铁路轨道允许10m弦量测的最大矢度值;L为量测弦长,因延长

18m距离内不允许出现水平差超过4mm的三角坑,为保证安全,当[δ]取4mm时,L应取20m;W为地表沉降槽宽度,根据莫尔-库仑理论推导出W与i满足W=5i的关系。

综上所述,地表沉降控制基准值的确定首先应分别计算出建筑物允许沉降值、地层允许沉降值,取其中最小的允许沉降值作为最后的控制基准值。当隧道上方有列车运营时,还要考虑列车运营安全。

2计算实例

广州地铁三号线与地铁一号线在体育西路站形成立体交叉,三号线的地下三层车站结构为新建车站,一号线地下二层车站为既有车站。新建三号线车站需穿越一号线车站结构,两车站的位置关系如图2所示。

(1) 由隧道断面尺寸,隧道的等效半径计算[2]为R=16.5m;内摩擦角φ(根据Ⅴ级围岩地层参数)取

φ=25°;覆土厚度H平均值取15.0m(拱顶至地表距离),则沉降槽宽度系数计算为:

(3)通过拱顶下沉极限计算地表沉降标准。Ⅴ级围岩拱顶极限下沉[1]为65.6mm,而参考有限元分析[1],拱顶最大沉降和地表最大沉降的比值关系约为1.5,由此可以算出地表沉降基准为:

[S]=65·6/1·5=43·7mm

(4)由地层极限应变推算地表沉降标准。

由式(6)可知:

[S max]=2W[δ]/L=2×19700×5×4/20000=39·5mm

综上所述,为了满足地下建筑物的安全要求以及地层和结构的稳定要求,隧道施工过程中地下建筑物对地表沉降控制基准确定为43mm;当暗挖隧道上方存在运营列车时,地表沉降控制值确定为39mm。

3结论

本文通过综合考虑地铁工程施工中引起地表沉降的多种因素,提出确定地下建筑物对地表沉降控制标准的方法,有利于施工监控。但地下工程施工复杂多变,受地下建筑物与周围地层相互作用的影响,其结构受力十分复杂,具体控制标准值有待进一步研究。

参考文献

[1]吴波.复杂条件下城市地铁隧道施工地表沉降研究[D].成都:西南交通大学,2003.

[2]阳军生,刘宝琛.城市隧道施工引起的地表移动及变形[M].北京:中国铁道出版社,2002.

[3]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育出版社,2004.

[4]王新线.既有铁路站场下暗挖隧道地面沉降标准研究[J].铁道标准设计,2006(4).

地表沉降分析

地表沉降分析

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1、前言 地下空间作为城市的重要资源,在发达国家得到了多方面的应用，随着我国经济的快速发展，城市地下空间的开发利用已经受到广泛重视,城市地下工程的兴建已经成为一种趋势。就地下铁路来看,我国从１９6５年开始修建地下铁道，至今已有北京、天津、上海、广州、深圳、南京等大城市建成部分地铁，武汉等其它城市也即将或将要修建地铁，我国的地铁建设已步人快速发展阶段。? 然而,在地铁工程的施工中,地表沉降事故发生的概率很高。以深圳地铁一号线的建设为例,在施工工期内,地面沉降事故占总事故的25%。事故发生地位于深圳市区繁华地段，对工程周围的建筑物以及地下管线产生了一定的影响,同时也影响了工程的进度增加了工程的费用。 所以，不论从工程进度、费用的控制方面考虑还是从工程质量安全方面来考虑,都要对地表沉降控制有足够的重视，从各个方面着手，来控制沉降的发生。? 2、地铁工程沉降控制的重要性?地表沉降的主要危害有: (1）沿海地区沉降使地面低于海面,受海水侵袭； （２)一些港口城市,由于码头、堤岸的沉降而丧失或降低了港湾设施的能力; ?（3)桥墩下沉，桥梁净空减小,影响水上交通; （4）在一些地面沉降强烈的地区，伴随地面垂直沉陷而发生的较大水平位移，往往会对许多地面和地下构筑物造成巨大危害; ?（5）在地面沉降区还有一些较为常见的现象，如深井管上升、井台破坏,高摆脱空,桥墩的不均匀下沉等，这些现象虽然不致于造成大的危害,但也会给市政建设的各方面带来一定影响。 针对地铁工程而言,进行沉降控制的重要性体现在两个方面: （１)城市地铁工程一般位于城市的繁华地段，周围建筑物密集、各种地下管线纵横复杂交错，一旦沉降事故发生，将可能造成建筑物开裂、倾斜，地下管线断裂等事故。影响市民正常生活，造成各种纠纷，进而影响工程施工的进度，增加工程的费用。 2(?）沉降事故在地铁工程的施工中属于多发事故。同时其发生的直接表现为地下隧道拱顶的下沉或坍塌,而这种塌陷的发生又多由围岩涌水、涌泥，支护失效,工程爆破等原因引起。这些原因的存在和发生,可以导致施工现场的人员伤亡、设备损坏,进而影响工程进度、增加工程费用,造成严重的后果。 可以看出，事故的多发性和事故后果的严重性，使沉降事故成为地铁施工中的重大风险因素，在施工过程中进行沉降控制技术的研究和应用使十分必要的。 3??、地铁工程沉降控制技术 3.1?地面沉降发生的机理分析?地铁工程以上地面的岩层或土层在自然状态下，一般处于应力平衡的稳定状态。在地下工程施工中，要通过人工、机械或者爆破等方式进行土石方开挖。土石方的移除、土石层孔隙水的排出，必然会改变土石地层的应力状态,使之处于非平衡状态。这种状态可以在短时间内或者经过较长的时间效应变化之后显现出来,出现坍塌、变形等现象,进而导致地面沉降。 3．2地面沉降发生的原因分析 3.2.1?土层的沉降原因分析 (1)土层自身的特点：天然土体一般是由矿物颗粒构成骨架体，孔隙水和气体填充骨架体而组成的三相体系。饱和土由土颗粒和水组成,土颗粒之间存在胶结物,有些没有粘结。但是它们都能传递荷载，从而形成传力骨架,叫做土骨架。外载荷作用在土体上，一部分由孔隙水承担,叫做孔隙水压力，另一部分则由土骨架承担,就是有效应力，对引起压缩和产生强度有效。孔隙水压力可以分成两部分，一个是静水压力，在荷载施加之前就存在,一个是超孔隙水压力,由外载荷引起。土体的变形是孔隙流体及气体体积减小、颗粒重新排列、颗粒间距离缩短和骨架体发生错动的结果。粘性土有一定的厚度,水总是在土层透水面先排出,使孔隙

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武汉地铁2号线盾构施工对地表沉降影响分析 【摘要】对武汉地铁2号线盾构掘进施工过程中地表沉降监测数据统计，并根据Peck理论进行拟合对比分析，得到盾构施工引起纵横断面地表沉降的特点:纵向上，盾构机切口前30m以内和后50m以内为影响区域，其中又以切口后50m为显著影响区，盾构通过该区域产生的沉降占总沉降量的80%～90%，盾构对某断面上影响范围在沿盾构中心轴线向左右两侧延伸10～18m;对武汉粉质黏土夹粉土粉砂层，盾构掘进引起的地表沉降数据累计变化控制指标宜为－40mm，盾构机切口通过监测断面6～20m范围内单次平均变化速率控制值宜为－15mm/d。 【关键词】地铁;盾构施工;地表沉降;Peck公式 武汉汉口地区工程地质、水文地质非常复杂，既有深厚软土，又有粉土、粉砂、互层及承压水的影响。在此种地质条件下进行地铁盾构施工，对变形控制有更加严格的要求。本文结合Peck理论对武汉地区盾构施工引起地表沉降变化情况进行初步分析，以期得到适用于武汉特殊地质情况下盾构施工对地表扰动的沉降控制标准。 1、工程概况 武汉地铁2号线一期工程某区间位于汉口，线路周边各种建筑物密集、地下管线密布，场地地貌为长江北岸冲积I级阶地。盾构起讫里程为:CK4右+743.906～CK5右+758.399，右线长1 014.493m，左线长1 017.576m，总长2 032.069m。区间设一个联络通道，与泵房合建，里程为:CK5(右)+220.000;设有2个平面曲线，最小曲线半径700m，线间距12～15m。线路最大纵坡坡度14‰，最小坡度2‰，区间结构平均覆土厚度约11m。 该区间隧道为外径6m、内径5.4m、管片拼装衬砌的单洞圆形隧道，管片环宽1.5m，管片采用C50，P12混凝土。 区间左线掘进采用新购法国维尔特EPB盾构机，开挖直径6 280mm，护盾直径6 262mm，主机长9.5m，整机长约77m，盾构及后配套总重450t(主机约300t)，最小转弯半径250m，最大坡度35‰，整机使用寿命10km。 2、水文地质条件 盾构区间地层物理力学指标如表1所示。盾构隧道掘进地层主要在③4，③5层。地层静止水位埋深3.8m左右，且与长江、汉江有较密切的水系联系，整个盾构施工全部在地下水位以下。 3、地表沉降监测方法 3.1监测点布置 隧道纵向上沿中心轴线每隔20m布设一个监测断面;横向上，每个断面沿轴线中心点向两边每隔3m布设一个监测点，共5个。为减小路面结构对观测效果的影响，所有沉降监测点均埋设于原状土层内，由套管保护至地面。监测点埋深约1.5m，到原状土为止。

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/2c8018409.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

墩台工后沉降、变形控制技术措施

墩台工后沉降、变形控制技术措施 1，地基条件判定和核实： (1)明挖基坑地质条件判定与核实： 工程地质相似比较法：根据施工图纸中所附地质条件说明，对所开挖基坑的地层断面、地下水情况进行对比，尤其是对基底的地层岩性与结构进行核查，判定其条件是否满足设计要求； 承载力判定法：当基坑开挖距基底30～50cm时，根据基底土层岩性选定动力触探类型，判别承载力是否满足设计要求；对每个基坑承载力至少检查9个点，根据基底岩性检测方法分别采用N63.5动力触探或标准贯入试验。 (2)钻孔桩地质条件判定与核实： 补充钻孔勘探法：钻孔内未见采空区或掏煤洞时，每个桥墩考虑3孔(周边出露岩层或钻孔发现有采空区或掏煤洞时，每墩5孔)；钻孔见采空区或掏煤洞时，逐桩勘探。施工过程中的施工记录与勘测钻孔资料进行对比。 2，明挖、挖井基础沉降的技术保证措施及方法： 机械开挖基坑离设计高程应保留30cm，由人工清除，经检查地质情况符合设计要求后及时进行基础施工。 基础浇筑前不得泡水。当发生泡水情况时，应复查地基承载力，并根据情况对地基表层进行处理，使地基承载力满足设计要求。 施工中采取可靠的降排水措施，保证砼浇筑在无水条件下施工，并保证砼在终凝前不得浸水。

建立桥梁基础沉降观测系统，在承台上埋设观测点，定期对其观测记录。 3，桩基础沉降的技术保证措施及方法： 在准确探明地质的条件下，采取施工措施控制沉降： ⑴钻孔桩要支承于可靠的持力层内； ⑵钻孔桩成孔采用悬浮力强、比重较小的高性能泥浆，机械排渣和清孔，电子测孔仪检测孔底沉渣厚度及成孔质量； ⑶缩短空孔时间，及时灌筑桩身砼。对成桩质量进行检测； ⑷在正式施工前进行试桩。通过载荷试验，检测桩基的承载力与桩基的沉降数据，取得能满足基础沉降要求的、经济的桩基设计参数。 (5)置于土层、岩层的全风化和强风化层的桩基础，进行单桩静载试验，确定桩基础的承载力和沉降值，以满足设计及施工规范要求。4，墩台工后沉降的技术保证措施及方法： (1)桥梁墩台基础变位限值的要求 墩台基础的沉降量按恒载计算。对于外部静定结构，其墩台总沉降量与墩台施工完成时的沉降量之差不得超过下列容许值：墩台的均匀沉降量不得超过设计值，相邻墩台沉降量之差不应超过设计值。 (2)测试数据的取得 所有桥梁的墩台顶部两侧均预埋N16钢管并套丝，顶端安设M16带帽不锈钢螺杆。测量体系的设置考虑了各个施工阶段和运营期间的测试，以便获取更多的数据，校核测试结果。仪器采用精密水准仪，测量控制精度为1mm。架梁前，每周观测一次，架梁后第一个月，每

盾构法在地铁施工中地表沉降的要素

盾构法在地铁施工中地表沉降的要素 : shield tunneling and other methods to be as easy to produce the ground settlement in populated, narrow streets of the city this contradiction is particularly outstanding. This article mainly combined with years of the subway shield tunneling construction practice, of the project analysis on the reason of ground settlement, and puts forward the corresponding measures, so as to when the subway tunnel excavation provides effective reference value. 目前，国内很多大型城市都开始兴建或改扩建地下铁路系统。 与此同时，涌现出大量相关方面地下工程技术问题急需解决。尤其是城市地下工程施工引起的地表沉降可能危及周边建（构）筑物和 地下管线等的安全，造成严重的经济损失和社会影响。对于城市地铁，施工区间隧道一般都会穿越城市中心地带，因建筑物密集、施工场地狭小、地质情况复杂、地下管网密布、交通繁忙、施工条件受到限制等，而对环境的控制要求更为严格。 1引起地铁施工中地面沉降的要素 在进行盾构施工时, 必须了解地层移动的规律，尽可能准确地预测沉降量、沉降范围、沉降曲线最大坡度及最小曲率半径和对附近建筑设施的影响，并分析影响沉降的各种因素，以求施工中减少

地铁车站监控量测方案_(车站)

一、汉中门车站基坑施工监测方案 1．1 工程概况 汉中门车站位于汉中路南侧，其南侧为汉中门市民广场，北侧为南京中医药大学，车站西端离虎踞路高架桥最近的桥墩约30m车站总长度为：161. 50米, 车站标准段宽度：20. 90米。顶板埋深约2. 8?3. 6米，基坑开挖深度约20. 93?23. 1米。车站西端南北侧在施工阶段各设一个10nm8m的盾构吊出井，东端车站底板设1. 9X1. 9的电缆过轨通道与I号风道内电缆夹层相界接。车站东西两端北侧设活动塞风道、风井，在南北两侧共设四个出入口通道。车站西端地下三层设防淹门一道（与人防隔断门结合），其承载力按秦淮河百年一遇洪水标高11 . 5m 考虑。汉中门站地形平坦，本场地南侧为汉中门广场。车站设计为地下三层三跨箱形结构，采用明挖顺做法施工；岛式站台，站台宽12m 有效站台长度140m。 根据本工程特点，车站土体基坑围扩设计采用间隔布设、桩芯相切、护壁咬合人工挖孔桩，同时利用人工挖孔桩设混凝土圈梁，与主体结构共同参与基坑围护。车站西端的2、3 号出入口由于地质条件好分别采用锚喷支护及土钉支护；位于车站东端的1、4号出入口采用? 800钻孔灌注桩作为基坑围护结构，桩间距900。地下二层框架结构，围护结构采用密排的? 1000人工挖孔桩，挖孔桩采用钢筋砼桩与素砼桩间隔布设（局部地段采用密排钢筋砼桩），桩芯相切，护壁咬合。东端1号风道为地下三层框架结构，围护结构采用密排的?1200人工挖孔 桩，挖孔桩采用钢筋砼桩，桩芯相切，护壁咬合。围护结构支撑采用?609mm勺钢管支撑（壁厚t=12mm）,竖向设四道，支撑水平间距为5m

1. 2工程地质条件和周边环境情况 1. 2. 1.地形、地貌、地质 汉中门站拟建场区隶属于I级阶地地貌单元。地表以下1. 80—4. 30米为近期杂填土、粉质粘土、素填土；第四系沉积层底板埋深5. 10—22. 90米，主要为全新世?上更新世沉积粉质粘土和混合土：下部基岩为白垩系“红层” ，岩芯为泥质粉砂岩加粉砂质泥岩，软硬相间，属极软岩。汉中门车站地质参数由《南京地铁二号线汉中门站岩土工程详细勘察报告》（编号：2004168-1）提供。穿越的主要土层由上至下依次为：①—杂填土； ①—2b2-3素填土；②—15-2粉质粘土；②一3b2-3粉质粘土；③一lb |-2粉质粘土：③一2b2-3粉质粘土；③一3b1- 2粉质粘土：③一4e粉质粘土：Klg-1a强风化泥质粉砂岩：Klg-2a中风化泥质粉砂岩。 1. 2. 2.水文 本站地下水类型主要为上层滞水、孔隙潜水和基岩风化裂隙水。上层滞水主要赋存于①层填土的碎砖、碎石等杂物的孔隙格架中；孔隙潜水分布在②层软土中；③层硬可塑粉质粘土，可视为相对隔水层；基岩风化裂隙水土要分布于岩石风化界面和粉砂岩、泥质粉砂岩裂隙中，裂隙多被允填、裂隙一般不富水。地下水年变幅0. 50?1. 50米，地下水对砼无腐蚀性，对钢筋砼结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。场地土对砼无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。 设计时，地下水位埋深按1. 00米考虑。 1. 2. 3.气象 本项目所在区域处于长江下游北热带季风气候区，具有气候温和，雨量充沛，日照充足，无霜期长，四季分明等特点，因受大陆、海洋以及来自南北天气系统段影响，气候比较复杂，年际间的变化大，气象灾害比较频繁，年降雨量为1000?1200mm年内分布也不

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

建筑物沉降观测实用标准及验收要求规范47375

高层建筑沉降观测技术的应用 摘要： 随着社会的不断进步，物质文明的极大提高及建筑设计施工技术水平的日臻成熟完善，同时，也因土地资源日渐减少与人口增长之间日益突出的矛盾，高层及超高层建(构)筑物越来越多。为了保证建构筑物的正常使用寿命和建（构）筑物的安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，建（构）筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。 关键词：高层沉降观测

前言 随着社会的不断进步，物质文明的极大提高及建筑设计施工技术水平的日臻成熟完善，同时，也因土地资源日渐减少与人口增长之间日益突出的矛盾，高层及超高层建(构)筑物越来越多。为了保证建构筑物的正常使用寿命和建（构）筑物的安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，建（构）筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。 现行规范也规定，高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡监测等均要进行沉降观测。特别在高层建筑物施工过程中应用沉降观测加强过程监控，指导合理的施工工序，预防在施工过程中出现不均匀沉降，及时反馈信息为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料，避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝，造成巨大的经济损失。 根据本人在高层建筑施工过程中沉降观测的应用，在此对高层建筑施工过程中沉降观测工作浅谈管窥之见。

一、沉降观测的基本要求 1、仪器设备、人员素质的要求 根据沉降观测精度要求高的特点，为能精确地反映出建构筑物在不断加荷作下的沉降情况，一般规定测量的误差应小于变形值的1／10——1／20，为此要求沉降观测应使用精密水准仪(S1或S05级)，水准尺也应使用受环境及温差变化影肉小的高精度铟合金水准尺。在不具备铟合金水准尺的情况下，使用一般塔尺尽量使用第一段标尺。 人员素质的要求，必须接受专业学习及技能培训，熟练掌握仪器的操作规程，熟悉测量理论能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序，对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。 2、观测时间的要求 建构筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，否则沉降观测得不到原始数据，而是整个观测得不到完整的观测意义。其他各阶段的复测，根据工程进展情况必须定时进行，不得漏测或补测。只有这样，才能得到准确的沉降情况或规律。相邻的两次时间间隔称为一个观测周期，一般高层建筑物的沉降观测按一定的时间段为一观测周期(如：次/30天)或按建筑物的加荷情况

地铁地表沉降外文翻译(适用于毕业论文外文翻译+中英文对照)

外文原文 Surface settlement predictions for Istanbul Metro tunnels excavated by EPB-TBM S. G. Ercelebi ?H. Copur ?I. Ocak Abstract In this study, short-term surface settlements are predicted for twin tunnels, which are to be excavated in the chainage of 0 ? 850 to 0 ? 900 m between the Esenler and Kirazl?stations of the Istanbul Metro line, which is 4 km in length. The total length of the excavation line is 21.2 km between Esenler and Basaksehir. Tunnels are excavated by employing two earth pressure balance (EPB) tunnel boring machines (TBMs) that have twin tubes of 6.5 m diameter and with 14 m distance from center to center. The TBM in the right tube follows about 100 m behind the other tube. Segmental lining of 1.4 m length is currently employed as the final support. Settlement predictions are performed with finite element method by using Plaxis finite element program. Excavation, ground support and face support steps in FEM analyses are simulated as applied in the field. Predictions are performed for a typical geological zone, which is considered as critical in terms of surface settlement. Geology in the study area is composed of fill, very stiff clay, dense sand, very dense sand and hard clay, respectively, starting from the surface. In addition to finite element modeling, the surface settlements are also predicted by using semi-theoretical (semi-empirical) and analytical methods. The results indicate that the FE model predicts well the short-term surface settlements for a given volume loss value. The results of semi-theoretical and analytical methods are found to be in good agreement with the FE model. The results of predictions are compared and verified by field measurements. It is suggested that grouting of the excavation void should be performed as fast as possible after excavation of a section as a precaution against surface settlements during excavation. Face pressure of the TBMs should be closely monitored and adjusted for different zones. Keywords Surface settlement prediction _ Finite element method _ Analytical method _ Semi-theoretical method _ EPB-TBM tunneling _ Istanbul Metro Introduction Increasing demand on infrastructures increases attention to shallow soft ground tunneling methods in urbanized areas. Many surface and sub-surface structures make underground construction works very delicate due to the influence of ground deformation, which should be definitely limited/controlled to acceptable levels. Independent of the excavation method, the short- and long-term surface and sub-surface ground deformations should be predicted and remedial precautions against any damage to existing structures planned prior to construction. Tunneling cost substantially increases due to damages to structures resulting from surface settlements, which are above tolerable limits (Bilgin et al. 2009).

地铁施工沉降监测分析与控制

地铁施工沉降监测分析与控制 一、前言 随着经济的快速发展，我国许多城市也渐渐加大了城市地铁建设力度。城市地铁暗挖隧道工程必须要在岩土体内部施工，不管埋深大小，开挖隧道施工势必会扰动地下岩土体，导致原有平衡状态遭到破坏，逐渐转向新的平衡状态。开挖地下岩土体势必会导致地表沉降、变形，当地表沉降到某种程度将会对地下管线的正常使用和地面建筑物的安全产生影响。因此隧道开挖施工时，要与保护城市中有历史意义和经济、社会意义的设施协调起来。要根据要求，采取有效措施来减小沉降和变形，使得地面房屋、道路、管线等建筑物不至受到损害，生态环境不至恶化。 二、地铁暗挖施工沉降的原因分析 从其机理上分析，地铁施工影响地层沉降程度主要是开挖施工引起的地面沉降以及降水施工引起的沉降。 1、开挖施工的影响 在进行地铁开挖施工时，在封闭开挖面之前，由于应力释放将引起一定程度的地层收缩变形，进而导致地表下沉；在暗挖施工分台阶进行过程中，在上台阶支护和下台阶封闭成环前，拱顶产生的沉降会导致地表产生一定程度的下沉；开挖初支与土体之间在网喷混凝土施工后势必会存在空隙或孔洞，在初支背后回填注浆之前，土体的自由沉积也会导致地层沉降。

一般来讲，地铁车站等地下结构具有较大复杂性，实施暗挖法进行开挖施工通常分层、分步开展。开挖施工分阶段进行将会较大程度对地层造成重复扰动，由于群洞效应会导致地表沉降加剧，特别是不同结构相交地段开挖重复影响剧烈，除了受力情况较为复杂之外，还由于具有较多影响因素，所以，产生较大累计沉降。 2、降水施工的影响 为满足地铁施工无水作业要求，需开展降水施工。当在饱和粘性土弱透水层上下方的含水层降水时，在水压力减小的情况下土层的总应力却保持不变。这种情况下，由于裂缝水压力减小，势必会导致颗粒间有效应力增大，继而导致土层出现沉降。由于含水砂层透水性良好，其中，有效应力的增大相当于水压力的减小，含水层通常可看成弹性体，有效应力增大导致其压密、沉降。 导致地面沉降的主要原因是在地铁降水施工过程中，抽吸地下水导致水位或水压下降，导致上覆土层有效自重压力增大，形成的附加荷载造成土层固结。在降水井进行降水施工过程中，地下水渗透补给降水井，不仅有地下水，伴随地下水的还有细小的土体颗粒(降水井滤网的细密程度决定了土体颗粒大小)。土体流失也能导致地层沉降，沉降值以降水井为中心向四周递减。 三、地铁施工沉降控制措施 1、洞内地层加固措施 在暗挖通道出现土体松散、掌子面失水等情况下，开挖面很难自稳，

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