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2、分析盾构隧道开挖对既有建筑物沉降分析盾构隧道开挖对既有建筑物沉降分析2010年7月第7期城市道桥与防洪科技研究179盾构隧道开挖对既有建筑物沉降分析赵丽丽,童振龙,高军(1.开封市市政工程设计研究院有限公司,河南开封475004;2.中国建筑第七工程局,河南郑州450004)摘要:地铁建设是解决城市交通拥堵问题的有效途径.但是,如果施工措施不当,可能会导致地面沉陷,基坑垮塌,隧道破坏,周边建筑物损害,地下管线损害等事故.该文针对这一问题,参考相关文献,将结构,土体和地铁盾构施工综合进行分析,探讨了多种施
3、工因素对邻近建筑物或构筑物的影响,以确保在隧道盾构正常施工的同时,尽量减小施工对邻近建筑物或构筑物的不利影响.为了分析城市地铁隧道盾构施工对邻近建筑的影响,立足郑州市实际情况,采用数值仿真分析软件FLAC3D,对盾构施工对邻近建筑的影响进行了数值模拟,讨论了隧道与建筑物间距对地表最大沉降及基础差异沉降的影响.关键词:盾构隧道;FLAC3D;数值模拟;差异沉降中图分类号:TU311.2文献标识码:A文章编号:1009—7716(2010)07—0179—061概述随着社会的快速发展,城市化进程的加快,城市
4、规模不断扩大,大城市和特大城市的中心地区人口密集,建筑物林立,空间拥挤,交通阻塞,严重制约了经济社会的进一步发展.长期以来,城市交通,基础设施及城市容量的扩大主要是通过扩展城市用地来实现的,但人口的增加和生活需求的增长与城市用地的短缺,己成为矛盾的焦点.为实现可持续发展战略,除了向高空发展,人们还把目光投向对地下空间的开发和利用.向地下要土地,要空间已成为城市发展的历史必然].随着国务院中部崛起的战略目标的确定,郑州作为中部乃至中国的交通枢纽,必将在东部和西部经济转移和共同发展中起到重大作用.但是由于基
5、础设施的老化,特别是市区交通运输不能满足目前和将来的需要,不仅给市民工作和生活带来不便,更是阻碍了经济的发展.在地铁给人们带来方便的同时,其建造也会在某些方面给人们造成一些灾害.地下工程施工,会引起地层移动而导致不同程度的沉降和位移,由于施工技术及周围环境和岩土介质的复杂性,即使采用最先进的施工方法,其施工引起的地层移动也是不可能完全消除的.当地层移动和地表变形超过一定的限度时就会造成地面沉陷,基坑垮塌,隧道破坏,周边建筑物损害,地下管线损害等事故,导致严重经济损失并产生不良的社会影响,从而影响到隧道和
6、地表建筑物的正常使用和安全运营.因此,研究地铁隧道施工引起地表沉降及变形预测刻不容缓.收稿日期:2oo9—11-o9作者简介:赵丽丽(1984一),女,河南开封人,助理工程师,从事市政工程设计工作.本文主要工作如下:引人FLAC3D数值模拟软件,动态模拟隧道盾构推进过程,分析由此引起的地表变形,邻近筏基结构的倾斜变形;并通过对关键参数的分析,研究隧道与筏基结构间距对地表最大沉降及建筑物基础差异沉降的影响程度.2国内外研究现状2.1地表变形预测研究目前盾构隧道施工引起土体位移问题在国内外已有大量研究,对土
7、体沉降和位移规律的认识也不断深人,从经验公式法到半经验半解析法到理论计算方法再到数值模拟分析法,从弹性,均质,各向同性假设求得的解析解到弹塑性,粘弹性,粘弹塑性,各向异性的解析解或数值解,国内外学者们做了大量的工作.目前盾构隧道施工引起土体位移的计算方法主要有:经验方法,理论分析方法,数值模拟方法和室内模型试验法等.各类方法不再一一介绍.2.2盾构法施工对邻近建筑物影响研究现状2.2.1盾构施工中出现的情况由于盾构法具有不影响地面交通,对周围建(构)筑物影响较小,适应软弱地质条件,施工速度快等优点,在地
8、铁工程中得到广泛应用.地下施工不可避免地会对周围土层产生扰动,从而引起地面沉降(或隆起),这将使邻近建筑物受到不同程度的影响,并可能危及地下电缆,水管,煤气管道等设施的正常使用.因此,究竟会发生多大的沉降或隆起,会不会影响相邻建筑物的安全,是地铁隧道盾构施工中最关键的问题.目前,郑州地铁1号线中原东路站位于中原东路与大学北路交叉口,设计为两层双跨结构,主体结构长453.1m,标准段宽18.9m,底板埋深16.26m,总建筑面积22780m.
