城市隧道施工引起的地层变形规律及控制方法分析

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1、城市隧道施工引起的地层变形规律及控制方法分析城市隧道施工引起的地层变形规律及控制方法分析摘要：随着我国城市化进程和城市建设的不断完善，地铁、市政道路隧道等轨道交通在城市中大量发展，轨道交通作为缓解城市交通堵塞的重要项目，引起了个级建设部门的高度重视。大规模的城市轨道交通主要在北上广等一线城市开始建设，大规模的地铁施工必然给沿途的百姓和环境带来危害出现地层变形，这样会导致地表建筑物的差异沉降、开裂以及地下管线的破裂等。如果施工不当，可能会出现工程事故甚至人员伤亡。所以，在地层缺陷影响下城市隧道施工引起的地层变形规律及控制方法的研究成为了当前城市轨

2、道交通建设中一个必要研究课题。关键词：城市隧道施工；地层变形规律；控制方法；前言随着城市化建设的加快和进城务工人员的急剧增加，城市交通面临很大的压力，交通问题成为制约城市经济发展的重要因素，更是一个影响社会正常秩序的社会问题。以地铁建设为代表的交通建设在解决交通堵塞、方便居民出行、加快城市建设方面采取了有效措施。但是地铁在解决问题的同时，在建设和运营过程中会经常出现事故，经国内外对地铁的研究表明，地铁在建设和运营过程中会对沿线地层造成扰动，从而引起地层移动出现各种事故。在城市地铁沿线建筑物较多，埋深比较浅的位置更容易发生事故。一、地层缺陷及其影

3、响分析在我国城市经济迅猛发展和城市建设步伐加快的21世纪，各大中城市为了解决本城市的交通拥堵现象，纷纷大规模建设地铁，地铁项目受到诸多因素的影响，不仅涉及面广其难度也是巨大的。在进行隧道施工时会经常出现负面影响，安全事故频繁发生，通过专家的分析研究发现这些事故发生的原因大致可分为：不良地层、管线断裂、地层中不良地质体和施工管理等方面的问题。在城市隧道施工过程中管线断裂和地层中不良地质体的占比是最大的。俄日两国解决了由于底层缺陷修筑隧道带来的不良影响，不仅需要研究人员对城市隧道施工引起的地层变形规律进行分析，还需要提高施工管理水平，对地层变形适当

4、控制。在城市隧道建设过程中出现的地层缺陷主要可以划分为两大类，一是有些建筑物在现有环境下可以安全存在，但是由于受到施工作业的影响，原本在地下缺乏一定承受能力的建筑物，在周边进行施工后承受能力更弱，最后导致地层塌落。二是受到自然条件的影响，使隧道施工沿线的地质体变得柔弱不堪，出现不连续现象等缺陷。比如有些土质体熔岩洞、土洞等土质输送，本身自稳能力比较弱，在加之常年雨水天气的冲刷，使其变成空洞，这是由于自然原因造成的。人们生产生活及工程施工后的维护也是非常重要的，比如很多地方由于水资源缺乏就对地下水无节制的开采，最后导致地层固结而出现脱层现象，在工

5、程施工过程中雨水风沙又将沙土带走，必然也会形成空洞。二、城市隧道施工引起的地层变形规律在实际隧道施工过程中，隧道的相对位置、尺寸等方面与空洞对隧道施工的影响方面有很多的不同之处，这两个在对周围岩石稳定性的影响上有有比较显著的效果。地层变形规律改变和破坏的影响及对施工沿线的不利位置变化都需要进行分析和研究。根据城市地铁建设施工对空洞的分布、尺寸等因素产生的影响进行分析，来找出地层变形的规律。在国内外隧道工程领域，目前研究采用比较普遍的就是数值计算理论，它包括连接介质微分法、连续介质微分法、不联系介质微分法三种方法，一直以来在这三种研究中比较成熟的

6、是连续介质微分法，因为这种方法不管是在时间上还是在空间上都可以进行细分。隧道在施工过程中进行的开挖使空洞福建的岩石土壤受到了干扰，导致在施工过程中盈利的释放率随之增加，在隧道周围出现一定范围的屈服接近区，并且向围岩深处渗透，加快了土质薄弱地区的空洞速度，使得隧道的破坏模式发生了变化。三、地层变形对建筑物结构破坏的主要模式从范围和程度上来讲，建筑物受到的损害分为直接损害和间接损害，分别是针对位于隧道施工主要影响范围以内和以外的情况。从能量角度看，隧道开挖引起地基支承损失、基底反力产生畸变,随后上部结构产生应力重分配，首先在薄弱环节形成能量聚积、应

7、力集中,最终发生破坏(如墙体开裂、挤压破碎或扭曲),这个破坏结果就是一个能量释放的过程，像这样反复的能量聚积、耗散中地层与建筑物始终在寻求平衡,其长期发展的后果便是结构破坏加剧导致安全性受到较大影响甚至丧失。通过对大量工程实例的归纳分析,建筑物变位破坏模式主要表现为整体沉降(均匀和不均匀)、倾斜和结构开裂等,其中不均匀沉降和结构开裂的发生机理更为复杂,是地层多种变形综合作用的结果,而过量的地层不均匀沉降是主要原因。3.1建筑物整体沉降隧道开挖形成的地表沉降槽在中心处沉降最大、两边逐渐变小，所以地面上建筑物不管处在沉降槽什么位置都将不可避免的受到

8、不均匀沉降的影响。但是在地表沉降槽两侧反弯点之间，特别是位于沉降槽底部的整体性较好的建筑物，随着隧道的开挖地层的倾斜、曲率等一些不均匀沉降特性在架构上