新建地鐵基于沉降控制的近接施工工法優(yōu)化.pdf

1、隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，為解決城市公共交通問題，地鐵工程蓬勃發(fā)展。在繁華城市修建地鐵隧道工程，施工不可避免要近接或穿越地上或地下建(構(gòu))筑物，與此同時(shí)也涌現(xiàn)出大量的巖土工程和施工技術(shù)問題需要解決。施工引起的地表沉降可能危及地上和地下建筑等的安全，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡，引起不良的社會(huì)影響。因此在施工過程中，如何防止塌方，如何可靠地預(yù)計(jì)并有效地控制施工所引起的地表沉降，從而保護(hù)工程沿線地上建筑和地下建筑的安全，已成為城市地鐵工程

2、建設(shè)中必須解決的一個(gè)重要現(xiàn)實(shí)課題。
　　 從我國(guó)目前的工程實(shí)踐和學(xué)術(shù)研究來看，在地下工程開挖對(duì)近接建(構(gòu))筑物的損害及防治對(duì)策方面，目前尚沒有一個(gè)完整的地鐵開挖引發(fā)的建筑損害評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)的學(xué)術(shù)性研究也較少。一般的做法是給定一個(gè)沉降值極限，認(rèn)為不超過該極限即可。例如，在北京和深圳等城市，一般規(guī)定地下工程開挖造成的地表沉降上限值為30mm，地表隆起值控制在10mm內(nèi)。但是這個(gè)值是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)制訂出來的，沒有系統(tǒng)的理論研究根據(jù)。即便是在

3、30mm的范圍內(nèi)，不同的結(jié)構(gòu)就有不同的力學(xué)響應(yīng)，損害程度也是不一樣的，對(duì)有的隧道工程可能過于保守，對(duì)有的隧道工程卻是不安全的。因此根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)建(構(gòu))筑物采取的加固措施不一定就是適當(dāng)?shù)模诩夹g(shù)經(jīng)濟(jì)上可能是不合理的。
　　 本論文正是基于導(dǎo)師的“地下工程穿越既有交通設(shè)施技術(shù)要求”課題，結(jié)合北京站至北京西站地下直徑線大斷面、高水位和軟弱圍巖隧道工程的實(shí)際施工情況，對(duì)該問題進(jìn)行了較為深入的研究和探討，從地面沉降、洞頂和洞底沉降、洞

4、側(cè)水平變形、鄰近既有建筑物沉降、既有線沉降、地下管線沉降六個(gè)方面對(duì)地表沉降變形等進(jìn)行分類細(xì)化研究，更針對(duì)性地提出沉降控制值，為以后此類工程提供工程類比經(jīng)驗(yàn)，使此類施工控制更加適用、安全、經(jīng)濟(jì)。首先根據(jù)直徑線工程實(shí)際采用的雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，建立與其施工步序相應(yīng)的數(shù)值模擬模型，然后用試驗(yàn)段現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)得出的地面沉降曲線、洞項(xiàng)沉降變形收斂曲線、洞側(cè)水平變形收斂曲線和既有建筑物沉降曲線驗(yàn)證數(shù)值模型，通過調(diào)整數(shù)值模型巖土和結(jié)構(gòu)網(wǎng)格單元參數(shù)耦合上述現(xiàn)場(chǎng)

5、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)曲線，模擬出工程現(xiàn)場(chǎng)圍巖的近似二維和真三維初始狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上平面模擬雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、洞樁法、CRD法、CD法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法和臺(tái)階法35種結(jié)構(gòu)斷面形式126種施工步序，分析其變形趨勢(shì)初步得出施工優(yōu)化的雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、洞樁法、CRD法對(duì)沉降控制有利，由此三維模擬這三種典型工法對(duì)沉降變形細(xì)化分類控制作進(jìn)一步研究，最后綜合上述分析得出施工優(yōu)化方案為洞樁法，并相應(yīng)提出各種細(xì)化分類控制指標(biāo)。
　　 “地下工程穿越既有交通設(shè)施技術(shù)要求”