地铁隧道纵向沉降和结构性能研究论文

《地铁隧道纵向沉降和结构性能研究论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、地铁隧道纵向沉降和结构性能研究论文【提要】：地铁隧道发生的过量不均匀纵向沉降对隧道结构内力、变形、接头防水、以及隧道正常运营的影响已不容忽视。因此研究地铁盾构隧道的纵向结构性能和变形性态，是非常必要而且迫切的。本文分析了地铁隧道纵向沉降的影响因素和作用机理；改进了隧道等效连续化的计算方法，对地铁盾构隧道纵向结构性能进行了讨论。【关键词】：地铁隧道纵向沉降等效连续化Abstract:TheinfluenceonnormaloperationofMetrobyinnerforce,deformationandjointsentofmetrotunnelh

2、asbeenattachedmoreimportance.Theresearchingofthelongitudinalstructureanddeformationcharacteristicoftunnelisemergent.Thecausesoflongitudinalsettlementoftunnelanditsactingmechanismaresuggested.Theequivalentcontinuousmodelisupgraded.binedationandstructurecharacteristicofshielddriv

3、entunnelarediscussed.Keyetrotunnel,longitudinalsettlement,equivalentcontinuousmodel.1引言随着我国城市化程度迅速提高，国内许多大城市都竞相发展以地铁为主干线的快速轨道运输系统（RTS）。北京、上海、广州、南京、深圳等地相继开展大规模的地铁建设。随着盾构施工技术和施工工艺的发展成熟，盾构施工法以其对城市地面环境影响小的特点，成为城市环境下地铁隧道的主要施工方法。由此也发现，在饱和、灵敏度高的软土地区，盾构隧道经常发生较大的不均匀纵向沉降.freelm；黄陂路站-人民广场

4、站之间的区间隧道在1995~1999年间差异沉降量近90mm。长期下去，必然会对隧道的结构安全、接头防水造成威胁，而且过大的不均匀沉降也会影响轨道的平整度，影响正常营运。因此，必须重视隧道的纵向沉降在长期营运中的发展情况，并从设计、施工、工程防治、周围环境的影响等综合方面予以控制。2.3下卧土层的分布不均匀性下卧土层的不均匀性是隧道产生纵向不均匀变形的基本原因。实际工程中，沿隧道纵向分布的各土层性质不同而且分层情况、土层过渡情况、隧道埋深也随时在变化。由于土性不同而决定的土层的扰动、回弹量、固结和次固结沉降量、沉降速率、沉降达到稳定时间等都有不同程度

5、的差别，导致隧道发生不均匀沉降。一般情况下，隧道下卧土层类别变化处正是隧道发生较大不均匀沉降的地方。上海打浦路越江隧道在长期使用的16年中，下卧土层为接近砂性土的隧道段，沉降增量只有40~50mm；而下卧土层为松软的淤泥质粉质粘土的隧道段，其沉降增量大于100mm；两者相差接近一倍［5］（图2）。2.4隧道上方地表加卸载处于软弱地层中的隧道，上方地面加载将导致隧道产生不均匀沉降。特别是当加载面积较大、压缩土层较厚时，在附加应力的作用下，隧道沉降和不均匀沉降继续增加。由于隧道下部土体的反力总小于未修建隧道前此处土的自重应力，隧道下卧土层压缩模量比修建隧

6、道以前有所降低，而且受施工扰动的隧道下卧土层的长期次固结在地面加载时依然在继续。因此，当隧道上方要进行大面积加载时，一定要考虑加载对隧道纵向沉降的影响，以免纵向不均匀沉降过大威胁隧道的安全和地铁的正常营运。2.5隧道临近的建筑施工载荷2.5.1地铁临近的建筑载荷地铁隧道一般都要穿越城市闹市区，市中心建筑密度大，高楼林立。这样大面积的建筑物尤其是高层建筑沿地铁隧道沿线排列，其建筑载荷产生的附加应力对地层沉降的影响是相当大的。而且地铁隧道下部土层的性质和压缩土层的厚度也在变化，不同性质、厚度的土层对附加应力的固结作用的反应有很大的差异，从而导致隧道产生纵

7、向不均匀沉降。2.5.2地铁临近基坑开挖高层建筑地下室一般采取深基坑开挖施工方法。深基坑开挖过程实际上是一卸载的过程，地铁隧道临近的深基坑开挖对隧道的影响主要是两个方面：①由于基坑开挖引起围护的侧向位移和坑内隆起使得坑外地层沉降，导致隧道也随之沉降。②基坑开挖引起围护向基坑内的侧向水平位移，导致隧道发生挠曲变形。临近基坑的隧道段和远离基坑的隧道段间将产生明显的纵向不均匀沉降。2.5.3隧道近距离穿越城市地下空间的有限和立体化综合开发、以及城市轨道交通网换乘的需要，使得不同隧道形成空间近距离交叉穿越的现象越来越多。后建隧道对周围土体的扰动，会在隧道横向

8、的地层中形成一个近似正态分布的沉降槽，导致已建隧道产生纵向的不均匀沉降。从图1中也可以看到，地铁隧道沉降量比