盾构隧道近距离侧穿文物建筑影响研究探究

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1、盾构隧道近距离侧穿文物建筑影响研究探究　　摘要：以乌鲁木齐轨道交通１号线盾构区间隧道近距离侧穿陕西大寺大殿为背景，采用数值模拟计算方法，对新建隧道施工所引起的地表沉降以及陕西大寺大殿基础不均匀沉降、倾斜进行深入分析研究。计算结果表明，双线隧道开挖完成后地表沉降值最大为6mm，发生在两隧道中心线正上方地表处。左线隧道开挖对文物建筑影响较小,随着右线掘进开挖，沉降最大值为Ａ点1.75mm。右线开挖过程中基础最大倾斜发生在AH边界，约为1.42E-4。关键词：盾构隧道；文物建筑；不均匀沉降；数值模拟中图分类号：

2、文献标识码：文章编号：Abstract:BasedonUrumqiMetro#1constructingrunningshieldtunnelside-crossingclosetomainhallofshanxitemple，usingnumericalsimulationmethod，thegroundsettlementandthefoundationunevensettlementandinclinationofthemainhallofshanxitempleaffectedbytheconst

3、ructingshieldtunnelarestudiedandanalyzed.Thesimulationresultsshowthatthemaximumgroundsettlementis6mm,Ithappensinboththecenterlineofthe8tunneltotheground.Theexcavationoftheleftlinehaslesseffectonbuildings.Withtheexcavationofrighttunnel,themaximumsettlement

4、forpointAis1.75mm.Intheprocessoftheexcavationoftherightline,BuildingfoundationbiggestinclinationhappensinABborder,about1.42e-4.Keyword:shieldtunnel；heritagebuilding；unevensettlement；numericalsimulation中图分类号：U45文献标识码：A1引言盾构施工以其高效、地层适应性强及对周围地层影响小的优点在城市地铁工程中

5、得到了广泛应用。然而盾构施工将不可避免地对土体产生扰动，引发不同程度的地层位移和地表变形，引起建筑物基础的不均匀沉降及上部结构的附加变形]，甚至导致建筑物开裂、破坏和倒塌。特别是穿越悠久的古老的保护性建筑时，对盾构的推进提出了更高的要求。如何预测盾构穿越所引起的地层位移，确保已有建筑物正常使用和盾构的顺利掘进，是盾构隧道设计与施工中非常关键的问题。8本文结合乌鲁木齐轨道交通1号线盾构隧道侧穿陕西大寺大殿文物建筑工程，采用FLAC3D数值分析方法，就盾构推进过程中地表沉降及对邻近文物建筑的基础不均匀沉降等问

6、题进行了深入分析。2工程概况规划乌鲁木齐地铁1号线南起三屯碑站，终点站为地窝堡机场站，线路全长26.48km，均为地下线。陕西大寺大殿位于二道桥车站与南门车站区间，其与线路位置关系见图1.陕西大寺大殿由歇山建筑和攒尖建筑两部分组成(图2)，属典型的砖木结构，建筑物最高点为10.2m。建筑物西侧A点至右线最近点距离为10.38m。盾构机由南向北从二道桥站向南门站掘进，为了减小隧道开挖对文物建筑的影响，盾构施工采取先后掘进的方法，左线先行推进，贯通后右线开始掘进。陕西大寺大殿所在区间自然地面标高在886.56

7、～886.84m之间,隧道埋深约为21m,盾构外径为6.25m，管片宽1.5m,厚0.3m,隧道所在地层为中风化泥岩，埋深为21.3m,两隧道间距为7.0m。图1隧道与建筑物平面示意图图2陕西大寺大殿立面图3数值模拟分析3.1模型建立8本文采用FLAC3D有限差分软件计算分析，隧道开挖影响范围约为3～5倍洞径，以左、右线隧道中心为原点，水平向右为X轴方向，沿隧道轴向为Y轴正方向，垂直向上为Z轴正方向，整个模型在xyz方向大小分别为130m、60m、50m。模型共划分网格单元62080个，节点66871个。

8、边界条件为：模型顶面自由，约束四周各边界面的法向位移，底面各方向位移完全约束。地层采用实体单元，按弹塑性材料模拟，取用Mohr-Coulomb模型，管片采用Shell单元，用线弹性材料模拟。在模拟开挖过程中，利用FLAC3D软件自带fish语言在掌子面进行施加盾构机推力，同时实现围岩应力释放。沿隧道开挖方向共计60m,每开挖一环计算一步，共计40步。3.2参数选取根据地质勘查报告，土层具体参数见表1。管片采用C50混凝土，弹性