地铁浅埋暗挖法施工对邻近管线的施工方案研究

《地铁浅埋暗挖法施工对邻近管线的施工方案研究》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、地铁浅埋暗挖法施工对邻近管线的施工方案研究田晓艳刘静（丙安石油大学机械工程学院土木工程系，陕丙，丙安，710065）【摘要】地铁施工穿越大量的地下管线是不可避免的问题，地铁施工必然扰动周围地层，致使邻近管线产生附加内力和变形，从而影响管线的正常使用和安全。为了保证地铁施工能够在管线正常使用的前提下安全有序地进行，木文针对具体工程，对不同的浅埋暗挖法施工工况采用力学仿真分析进行对比研究，总结出合理的施工方案。【关键词】邻近管线；浅埋暗挖法；力学仿真分析；合理的施工方案引言随着国内外城市地铁建设的高速发展，隧道或基坑开挖对地下管线的影响成为岩土工程研宄的重要课题。隧道开挖会引起地面的

2、变形，包括沉降和隆起，一般以沉降为主【1】。城市地铁隧道开挖是从地表以下取走部分岩土，从而使地层从原来的平衡过渡到一个新的平衡，此时原始地应力场发生变化，在岩土体应力变化过程中，地应力从地表往下传递到隧道结构，而地层变形则从拱顶延伸到地表，地层内部和地表较大范围括管线在内将产生位移和变形。开挖引起的地层损失和隧道周围地层受到扰动或剪切破坏的再固结是管线产牛.变形和位移的根木原因。在地铁隧道建设中，地下管线因周围土体受到施工扰动引起管线不均匀沉降和水平位移而产牛.附加应力，因此地下铁道的修建对城市既有建筑环境其有潜在的威胁，地铁线路往往沿城市主干道方向布设，不可避免地将穿越大量的地

3、下管线，影响管线的正常使用和安全，严重者会影响到管线的正常使用甚至造成重大灾难性结果，因变形过大造成煤气泄露、爆炸、水管爆裂形成水患、电缆断裂造成停电或通讯中断的情况，为了保证地铁施工能够在管线正常使用的前提下安全有序地进行，迫切需要研究地铁施工对邻近管线的影响问题【2】，寻求一种安全、合理、经济的施工方法【3】就成为一项重要的课题。即浅埋暗挖法施工对周围地下管线的影响课题己日益引起国内外科技工作者的高度重视，国外在此方面己有一定的研究成果，国内在这方面的研究不多【4】，相比之下，在深基坑开挖对周围地下管线的影响方面取得的研究成果较多【5-11】。1计算条件1.1地层和隧道条件以

4、西安地铁3号线延兴门站〜咸宁路站区间隧道与管线条件为例。延兴门站〜咸宁路站区间沿金花南路地下布设，区间隧道采用马蹄型断面，起讫里程为Z（Y}DK28+089.638〜Z（丫）DK28+633.229（左0«28+341.326=左DK28+340,长链1.326m）,区间线路左线长544.917m,右线长543.591m。金花南路（东二环）为南北向交通干道，地面车流及人流密集，道路两旁管线林立。1.2地下管线现状与隧道位置关系（1）管线条件金花南路东侧人行道内的燃气管道为钢管、DN325、中压、埋深2.3m。位于金花路东侧段隧道顶上方，距隧道顶面6.5m。（2）管线与隧道的位置关

5、系图1地铁隧道与管线位置关系图1.3数值模型及参数采用FLAC3D软件对该段区域进行数值模拟，且右线隧道超前左线100m。由于建工桥走向与盾构隧道走向几乎是平行的，为了便于模拟，计算吋模型建成桥走向与盾构隧道正交，模拟区域垂直隧道方向取90m,沿隧道方向取138m,深度取地面以卜48m,故模型尺、j•是90m×138m×48m。土体本构模型在FLAC3D内置的Mohr-Coulomb模型，而对于衬砌、横隔墙、竖隔墙、钢管、混凝土管及桥梁基础等采用线弹性模型进行计算。根据施工对隧道周围土层影响大小的不同，对模型中不同位置地层的网格划分疏密程度不同划分单元。除

6、需模拟环形开挖预留核心土法，还需模拟上下台阶法、交叉中隔壁法（CRD法）、双侧壁导坑法施工的工况，用FLAC建立模型实现开挖较为闲难，因此地铁隧道及与地铁右洞平行的管线采用ANSYS建立模型，划分网格后导入FLAC,桥梁基础、垂直于隧道管线及周围土体采用FLAC命令流建立模型。模型约束条件为：除地面为自由面外，其他各面均采用位移约束条件。建立完成的模型如图2所示：图2地铁隧道与管线整体模型2计算结果对比分析2.1不同工况施工对地表影响分析开挖后隧道上方土体沉降大致呈对称分布，地表最大沉降值发生在两隧道洞室的顶部，左线洞室上方沉降略大。四种工法中上下台阶法引起的地表沉降最大（最大沉

7、降量为36.69mm）;环形开挖预留核心土法次之（最大沉降量为30.31mm）；CRD工法引起的地表沉降较小（最大沉降量为20.16mm）;双侧壁导坑法最小（最大沉降量为15.30mm）。在实际施工过程中应时刻监控其变化，开挖后及时施做撑起，防止顶部变形过人影响施工。2.2不同工况施工对平行于隧道走向的管线影响分析地铁隧道开挖后，四种施工方法中，隧道开挖后引起的沿隧道定向的管线沉降基本相等，这是因为该位置处管线上方冇一垂直于隧道走向的横向污水管线。上下台阶法产生的影响最大（沉降量