地铁盾构地表沉降监测

地铁盾构地表沉降监测

发表时间：2019-09-02T16:31:54.180Z 来源：《建筑实践》2019年第9期作者：苏凤雄

[导读] 本文通过对实际工程的相关研究进行总结，对地铁盾构地表沉降监测现状及方法进行了论述。

中铁第六勘察设计院集团有限公司天津滨海 300451

摘要：地面沉降是我国普遍发生的工程地质问题，每年造成了巨大的直接和间接损失。因此，对于地面沉降的防治研究具有十分重要的意义。其中，地面沉降发展趋势的预测是地面沉降防治工作的重要内容。地面沉降通常是多种因素共同作用的结果，如何实现对沉降的精准监测一直是相关研究领域的难题和研究热点。本文通过对实际工程的相关研究进行总结，对地铁盾构地表沉降监测现状及方法进行了论述。

关键词:沉降监测；应用；地铁盾构

1工程概况

麻苴站～牛街庄站盾构区间西起麻苴站，出站后基本沿贵昆公路向东敷设，在贵昆公路下穿隧道U型槽段向南偏转下穿八公里小区、昆船一机公司、昆船第五机械分厂、青龙文武学校等浅埋基础建筑物后进入米轨范围，沿米轨下方敷设约600m侧穿阿拉社区居民小区及厂房浅基础后进入牛街庄站。左右线有两组平面曲线，半径分别为370（360）m、800（800）m，纵坡为“V”字坡，最大坡度为24.000‰，隧道埋深约11.0～31.8m。

2地表沉降监测

(1)表面垂直位移监测

为了解穿堤后河堤的垂直位移变化情况，在0－0、L1－1、Ｒ1－1、L2－2和Ｒ2－2断面各布设5个垂直位移测点，即堤防迎水坡坡脚表面、坡腰表面、堤顶表面、背水坡坡腰表面和坡脚表面处各布置1个垂直位移测点，共计25个垂直位移测点，在工程影响范围以外安全、稳定的位置布设2个垂直位移基点。表面垂直位移采用精密水准方法进行监测，呈矩阵式布设。按规范要求，本工程应采用二等变形测量等级可以满足监测需要，变形点的高程中误差±0．5mm，相邻变形点高差中误差±0．3mm。

(2)深部垂直位移监测

在断面背水坡坡腰与堤顶之间处布设多点位移计，监测大堤深部垂直位移，多点位移计采用5点式多点位移计，底部埋设至隧道底岩体内，各传感器间距一般为3m～7m。地铁运行期间采用动态监测方法监测地铁通行时穿越段大堤各土层的垂直位移。

（3）监测控制标准

沉降控制为盾构掘进引起的其前方上部土体隆起或下沉量控制值不大于+10mm和－30mm。监测实施工程中，应通过两个监测断面之间的空间对比分析，隧洞顶部断面的地下水位时序分析确认有无异常渗水情况发生。一旦发生异常渗水情况，应立即启动报警［9］，并立即采取应急措施，如监测到大堤沉降过大时，可采取地面灌浆，隧道内部二次注浆等措施。

3监测方法及数据处理

3.1监测方法

（1）地表沉降监测采用水准测量的方法实施。（2）使用仪器要求：使用DiNi03(0.3mm/Km)电子水准仪及配套铟瓦标尺。所用的主要观测

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

武汉地铁2号线盾构施工对地表沉降影响分析

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。

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 发表时间：2018-07-18T10:26:33.207Z 来源：《基层建设》2018年第18期作者：黄碧勇 [导读] 摘要：地铁工程的建设与发展为缓解城市公共交通、提高城市道路利用率奠定了基础。 身份证号码：45272819901110xxxx 广西南宁市 530000 摘要：地铁工程的建设与发展为缓解城市公共交通、提高城市道路利用率奠定了基础。在进行地铁工程的施工过程中，由于开挖施工将扰动地下土地、造成地表及地铁地层沉降的发生。当土体变形发展到一定程度时会严重危害地表建筑、道路、地下管线的安全，造成十分严重的经济损失和社会影响，因此在地铁隧道施工中要特别注意控制地表沉降和变形，做好防护措施，保证工程质量，保证隧道周边既有建筑的安全。针对这样的情况，加强地铁施工过程中地层沉降的控制与检测成为了现代地铁工程建设的重点。本文就地铁地层沉降控制与检测进行了简要论述。 关键词：地铁隧道；开挖施工；沉降控制； 1 影响地铁车站暗挖沉降的主要因素 （1）地层初始应力的释放。这个是地面沉降发生的主要原因，因为地层中开挖隧道必然破坏原始应力状态，应力释放，必然导致地面沉降。 （2）施工过程中的爆破振动。由于在岩石地层中施工矿山法隧道必然要采用爆破措施，所以爆破产生的振动波对地层的扰动也是不可忽视的，通常会加剧沉降的发生。 （3）支护的及时性及有效性。设计图纸的实现是需要施工单位去完成的，但是不同的施工技术水平对工程的控制也会造成很大影响。支护施做的是否及时和有效对地面沉降影响也是不容忽视的。 （4）地下水的渗流。地下工程的施工必然会导致地下水流失，就会产生渗流场，如果控制不好，渗流导致的地层流失对地面沉降也会起到加剧作用。 2 地铁车站暗挖沉降的控制策略 （1）施工工程及时复核地质情况，需要地勘单位，设计单位，监理单位和施工单位进行现场跟踪反馈，对地质发生变化的区段及时调整支护参数。 （2）及时支护，因为初期支护的及时性对控制变形很关键，必要时可以在爆破出渣后立即施作初期支护。 （3）控制爆破，爆破虽然是岩质地区必须的施工措施，但是在工程中控制好进尺，做好严密的爆破方案，对控制地面沉降是有很大好处的。 （4）保证支护的有效性，这个是施工质量控制的问题，可以严格监督现场，必要时进行衬砌背后注浆，保证支护与岩石的密贴。（5）适当封堵地下水，地下水完全封堵是不现实的，也是不必要的，在不影响施工作业和工程质量的前提下，适当排放一点地下水是可以的。这一点可是通过严格控制注浆工艺来实现。 （6）加强监控量测及数据分析，地下工程是一个动态化设计过程，必须要全过程监测，并对数据进行细致的分析，从而及时完善设计，保证施工的安全。 3 工程实例分析 3.1 工程概况 地铁3号线某一车站工程，全长950米，区间线路隧道顶板埋深约为7.5～15m。为大跨度暗挖车站。项目线路穿越范围内有众多管线。区间采用暗挖法施工，在右线K26+164.500处设竖井及横通道一道，竖井为临时竖井，区间施工完成后进行回填，横通道为拱顶直墙复合式衬砌结构，与联络通道合建。左线区间与综合楼B座净距约3.0m。楼房地上22层，地下3层，筏板基础。 3.2 沉降控制的思路 施工中会造成地层的地层损失、原始应力状态变化、土体固结、土体的蠕变，同时还可能发生支护结构的变形等情况的发生。所以，进行地层沉降控制，其出发点是保持或者加强原有地层的稳定性，维持其稳定的应力平衡状态。 3.3 地铁沉降控制策略 资料表明，区间隧道施工引起地表沉陷的程度主要取决于：（1）地层和地下水条件；（2）隧道埋深和直径；（3）施工方法。其中，施工方法的影响更为明显。同样的地质条件和设计，不同的施工方法引起的地表沉陷会有很大的差异。地铁的施工方法主要有3种：明挖法、新奥法和盾构法。明挖法由于对地面交通干扰大，且因敞开作业对周围环境干扰、污染严重，现在已经较少使用。新奥法和盾构法对环境干扰小，是主要的施工方法。 3.3.1 超前支护及注浆 超前支护和地层加固是安全开挖的重要保证。根据该地区的地质特点，一般在降水后采取超前管棚、小导管注浆、锚杆加固地层等方法。本区间断面尺寸为6.82×6.58m，设置临时仰拱，格栅间距为500mm，衬砌厚度为300mm，设置单层网片，网格尺寸为 150mm×150mm ；超前小导管采用φ42×3.25mm钢管，长度为2.5m，环向间距300mm，打设范围拱部130°，人防段断面尺寸为9.63×9.3米，设置临时仰拱及中隔墙，衬砌厚度为35cm，格栅间距为500mm，超前小导管长度为1.7米，纵向每榀设置。超前小导管注浆根据地层变化情况，采取不同的加固方式，并及时调整参数。如砂层应采用小导管注浆，注浆的浆液根据变化情况适时调整；。在一般段落超前小导管隔榀打设，在过相邻建筑物及管线等一二级风险源处每榀设置超前小导管，超前小导管长度为2.5米和2.0米。另外，为保证掌子面稳定，必须保留核心土，且核心土的面积不小于断面截面面积的1/2为宜。 3.3.2 开挖后及时封闭 封闭有主要为开挖面的封闭和结构断面的封闭。开挖面的及时封闭就是尽可能减少开挖面的暴露时间。据统计，很多坍塌都出现在班组交接时，上个班组正在开挖过程中，下个班组未能迅速进人工作状态，秩序紊乱，延误了开挖面的封闭，从而造成坍塌。必须协调好工序及班组衔接。另外在特殊段施工时可以缩短开挖步距，以减少暴露时间，达到早封闭的效果。 3.3.3 背后回填注浆 现场施工人员为了减少回填注浆作业对初衬施工的干扰，往往在成环隧道后面30～50 m处进行初衬背后回填注浆工作，也有些单位

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。

盾构法施工引起地面沉降原因分析及防治措施

盾构法施工引起地面沉降原因分析及 防治措施

盾构法施工引起地面沉降原因分析及控制方法进入21世纪，世界经济的迅猛发展使城市化建设得到了大幅度的提速。当前，人口不断地向城市聚集，使城市人口和建筑的密集度快速上升，造成能被利用的地面空间越来越少，因此，当今城市现代化建设的重要课题之一便是开发地下空间，为人类创造价值。但各种用途的管线被布置在地下，这便产生了在地下工程施工背景下的一种最佳方法——盾构法。盾构法施工虽然优点颇多，可是也存在诸多问题。本文就盾构法施工过程中引起的地面沉降问题展开讨论，分析产生的原因及寻找控制方法。 一，地面沉降产生原因 1、地层隆沉的发展过程 盾构推进引起的地面沉降包括五个阶段：最初的沉降、开挖面前方的沉降、盾构机经过时沉降、盾尾空隙的沉降以及最终固 结沉降，如图l所示。 第一阶段：最初的沉降。该压缩、固结沉降是因为地基有效上覆土层厚度增加而产生的沉降，也是盾构机向前掘进时因为地下水水位降低造成的。指从盾构开挖面距地面沉降观测点还有一

定距离(约3～12m)的时候开始，直至开挖面到达观测点这段时间内所产生的沉降。第二阶段：开挖面前方的沉降(或隆起)。这种地基塑性变形是由土体应力释放、开挖面的反向土压力、或机身周围的摩擦力等作用而产生的。它是从开挖面距观测点约几米时开始至观测点处于开挖面正上方这段时间所产生的沉降(或隆起)。第三阶段：盾构机经过时沉降。该沉降是在土体的扰动下，从盾构机的开挖面到达测点的正下方开始到盾构机尾部经过沉降观测点该段时期产生的沉降(或隆起)。第四阶段：盾尾空隙沉降。该沉降产生于盾尾经过沉降观测点正下方之后。土的密实度下降，应力释放是其土力学上的表现。第五阶段：固结沉降，它是一种由地基扰动所产生的残余变形沉降。经前人研究发现，第一阶段沉降占总沉降的0～4．5％，第二阶段沉降占总沉降的0～44％，第三阶段沉降占总沉降的15～20％，第四阶段沉降占总沉降的20～30％，第5阶段沉降占总沉降的5～30％。 2、地表沉降的因素影响分析 该因素影响分析的平台是当前使用较为广泛的大型三维有限元分析软件ANSYS，盾构开挖面掘进引起的地表沉降的客观因素包括盾构直径、土体刚度、隧道埋深、施工状况等设计条件；而其主观因素包含施工管理、盾构机的选用形式、盾尾注浆、辅助施工方法等。下面对盾尾同步注浆、覆土厚度、管片宽度、掌子面顶进压力、土体弹性模量和盾构直径六个方面的因素进行分析。

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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

盾构法隧道施工引起的地面沉降的原因与对策

盾构法隧道施工引起的地面沉降机理与控制 摘要:本文首先分析了盾构法隧道引起的地面沉降规律和沉降 影响范围,总结了盾构隧道地面沉降的主要影响因素;指明地面沉 降主要源于开挖面的应力释放和附加应力等引起的地层变形,并对地铁施工中的地面沉降安全判断标准和控制原则进行了探讨,为城市地铁工程建设提供有益的参考。 关键词:盾构隧道地铁工程地面沉降沉降控制 中图分类号:u45 文献标识码:a 文章编 号:1672-3791(2012)06(b)-0071-02 abstract:this paper analyzes the shield tunnel caused by land subsidence law and settlement of affected areas,and summarizes the main factors of land subsidence of the shield tunnel;specified land subsidence is mainly due to the excavation surface stress release and the additional stress causedstrata deformation,land subsidence and subway construction safety criteria and control principles are discussed to provide a useful reference for the construction of urban subway project. key words:shield tunnel;subway project;land subsidence;subsidence control 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

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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

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/ad12909011.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

盾构施工对地表沉降影响的预估

盾构施工对地表沉降影响的预估 摘要:以杭州地铁1号线过江隧道为背景,采用经验公式法和有限元数值模拟方法研究分析盾构隧道施工引起的钱塘江北岸标准海塘地表沉降规律,比较两种方法的计算结果,验证了有限元数值模型的合理性,为隧道工程的顺利实施提供参考依据。关键词:盾构隧道;数值模拟;地层变形 杭州地铁1号线南起萧山湘湖杭州乐园,穿过滨江新中心,至钱塘江时在最低冲刷高程以下通过江底,直达江北岸进入婺江路下,并沿该路西行。过江隧道采用加泥式土压平衡盾构施工,采用钢筋混凝土管片单层装配式衬砌。盾构隧道外径6.2m,内径5.5m,衬砌厚度35cm,环宽1.2m,衬砌环全环由6块组成,环与环、块与块间均采用弯螺栓连接。 过江隧道盾构掘进时不可避免地引起地层扰动,引起地层变形及地面沉降。扰动导致土体强度和压缩模量的降低,这将引起长时间的固结和次固结。当地层变形超过一定范围时,会严重危及周围建筑物的安全。因此,掌握地层沉降规律并预先评估其影响程度,对工程的顺利实施极为重要。本文采用经

验公式法和有限元数值模拟方法对钱江通道盾构隧道施工过程中明清鱼鳞石塘的地表沉降规律进行研究,以期对海塘的保护措施及隧道工程的顺利实施提供参考依据。 1盾构隧道引起土层变形的发展过程盾构推进引起的地面沉降分为5个阶段[1-2]: 1)初期沉降:即盾构开挖面到达某一位臵之前,在盾构推进前方的土体滑裂面以外产生的沉降。因初期沉降量较小,所以一般不被人们觉察。 2)盾构到达时的地面变形:为在开挖面靠近观测点并到达观测点下方过程中所产生的沉降或隆起现象。当盾构机的正面土压力等于开挖面静止土压力时,掘进对土体影响最小;当盾构机推力不足,其正面土压力小于开挖面的静止土压力时,开挖面土体下沉;当盾构机推力过大则会引起开挖面土体的隆起。 3)盾构通过时的地面变形:为盾构机开挖面到达观测点至盾构机尾部通过观测点这一过程所产生的沉降。该沉降主要是由于盾构机的通过破坏了原来的土体状况,造成土体的扰动所致。

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，

Peck法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式

8．1．4 地层变形预测与分析 通常设计阶段的地面沉降预测方法可分为两类，一是根据实测数据的统计方法—Peck 公式是其典型代表：二是采用有限元和边界元的数值方法。 采用Peck 法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式如下式；其沉陷槽横向分布见图。 exp(max )(S x S -22 2i x ）

? ?? ? ? Φ-?= 2452tg Z i π 式中：V —地层损失（地表沉降容积）； i —沉降槽曲线反弯点； z —隧道中心埋深 根据本标段的地质条件和埋深等，得i=6.9m ，由此根据以往的工程实践及经验公式，沉陷槽宽度B ≈5i ，可得单个隧道盾构推进引起的地表横向沉陷槽宽度约为35m ，两座隧道盾构推进引起的地表横向沉陷曲线叠加后其沉陷槽宽度约为50m ，并且沉陷槽的主要围在隧道轴线两侧6m 围，离轴线3m 的沉降量约为最大沉降量的60%～70%，离轴线6m 的沉降量约为最大沉降量的25%。 地层损失V 值主要是由盾尾空隙引起的土体损失量，它与盾构机盾壳厚度、盾构推进时粘附在盾构上的土体厚度及注浆量等有关，即 V=V 尾+V 粘-V 浆 盾构推进时粘附在盾构钢板上的土体厚度约为20～40mm ，盾壳厚度为70mm ，则：V=V 尾+V 粘-V 浆=1.36+0.58α-(1.36+0.58)β α为折减系数， β为同步注浆的充填系数。 取α=0.6 β=0.5 得 V=0.73m2 由此可得地表最大沉陷值：Smax=23.4mm 最大斜率：Qmax=0.0013 以上分析值主要是在以往工程经验基础上结合本地铁盾构标段的实际情况，隧道埋深16m 左右情况下得出的，最大沉降量满足规和标书要求。 虽然地表沉降形态是大体相同或相似的，但其最大沉降量总是随着施工工况和地质条件的改变而千差万别，目前控制沉降的主要手段是同步注浆和二次注浆，而注浆的环节常有各种各样的问题发生，如缺量、过量、滞后、漏浆等等，不同的沉降情况常是施工工况和工作状态的反映，同时不同的地质条件沉降亦有所不同，如粉砂土较粘土隆降起量要少，沉降速率要快，淤泥质粘土后期固结沉降则要大点。以上这些都要求盾构施工时要加强监测工作，以随时了解地面沉降信息，以便及时采取有效措施，以达到控制沉降和减少损失的目的。 8．2 理论分析