浅析浅埋暗挖隧道施工引起地表沉降的原因及控制措施
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地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策地铁浅埋暗挖隧道是大城市城市轨道交通建设的重要组成部分,然而在建设过程中,地铁浅埋暗挖隧道地层沉降问题一直是工程施工与地面安全的重要关键因素。
本文将从地铁浅埋暗挖隧道地层沉降的成因、控制对策等方面进行深入探讨,旨在为地铁浅埋暗挖隧道工程建设提供参考和借鉴。
1.1 地铁浅埋暗挖隧道施工方式地铁浅埋隧道的建设方式主要有钻爆法、掘进法、涂浆桩管法等。
在不同的地质条件下,选择不同的施工方式,但无论采用何种方法,都会对地下地层产生一定的影响。
地铁浅埋暗挖隧道工程负荷是指地铁车辆、载荷、垂直荷载等对地面和地下地基所产生的压力。
在地铁浅埋暗挖隧道施工过程中,对地下地层的压力变化也会引起地层沉降。
1.3 地下水位变化地下水位的变化也是影响地层沉降的重要因素之一。
地下水位的升降对地下地层的稳定性和承载力都会产生一定的影响,从而导致地层沉降的发生。
1.4 地下管线等其他因素在地铁浅埋暗挖隧道的施工过程中,可能会破坏地下管线、破碎地下岩石等,这些都可能成为地层沉降的因素。
2.1 预测和监测在进行地铁浅埋暗挖隧道工程施工前,必须进行地下地层的详细调查、分析和预测,了解地下地质、地下水位等情况,采取有效的控制措施。
在地铁浅埋暗挖隧道工程施工过程中,对地下地层的沉降情况进行实时监测,一旦发现地层沉降超过允许范围,及时采取对策。
2.2 合理施工方式选择合理的地铁浅埋暗挖隧道施工方式,根据地下地质条件、地下水位等因素,采取相应的施工方法,减少对地下地层的影响,降低地层沉降的风险。
对地铁浅埋暗挖隧道工程负荷进行合理控制,避免过重的压力对地下地层产生较大的影响,减少地层沉降的危险。
2.4 保护地下管线和地下水资源2.5 合理规划和控制地下水位2.6 加强沉降控制技术研究加强对地铁浅埋暗挖隧道地层沉降控制技术的研究,通过新技术、新材料等手段减少地层沉降的发生,提高地下地层的稳定性。
三、总结地铁浅埋暗挖隧道地层沉降是一个复杂的问题,需要从地下地质、地下水位、地下管线等多个方面进行综合分析和控制。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策地铁是现代城市交通工具的代表之一,它不仅便捷,而且节省时间,受到了广大市民的欢迎和喜爱。
地铁建设需要在地下挖掘隧道,这种浅埋暗挖的方法对地层沉降有着显著的影响。
本文将讨论地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策。
一、地铁浅埋暗挖隧道的地层沉降因素1.构造裂隙地壳中存在许多构造裂隙,这些裂隙会在地铁浅埋暗挖隧道过程中引起沉降。
由于地铁隧道穿过了许多构造裂隙,裂隙中的岩石容易破碎和变形,从而导致地层沉降。
2.土壤性质地铁建设的过程中,需要挖掘和开挖土壤,因此,土壤性质对地铁建设的影响非常大。
一般来说,软黏土和淤泥是导致地层沉降的主要土壤类型。
当地铁通过这些土层时,土壤会被挤压和变形,随着时间的推移,地层沉降会越来越明显。
3.水位变化地下水位的变化也会对地层沉降造成影响。
如果地铁穿过含有高水位的土壤层,那么地铁建设过程中,需要采用排水措施,以保证施工过程中的安全。
如果排水不当,水压过大会导致地层沉降,而且还可能导致隧道的变形和破坏。
二、地铁浅埋暗挖隧道地层沉降控制对策1.预测地层沉降在进行地铁建设之前,必须首先预测地层沉降情况。
可以使用数值模型来模拟和预测地层沉降,评估地下建筑物可能引起的地层沉降,从而采取相应的措施来控制地层沉降。
2.地层加固对于地铁经过的土地层,可以采取加固措施,如注浆等,以保证隧道建设过程中的稳定性。
可以使用高分子灌浆剂、水泥浆、珍珠岩等材料对地下土层进行加固。
3.监测地层变形在地铁建设过程中,需要对隧道周围的土地进行实时监测,以便及时发现地层变形的情况并采取相应的措施。
可以使用传感器等设备进行监测。
4.合理排水通过合理的排水控制,可以减少因水压过大而导致的地层沉降,从而保证地下建筑物的安全。
采用排泥管、泥水分离设备等措施可以有效地控制地下水位。
总之,地铁浅埋暗挖隧道施工过程中,地层沉降是一个非常重要的问题。
针对上述因素,采取控制对策可以有效地避免地层沉降,从而保证地铁建设过程的安全和稳定。
浅埋暗挖法施工引起的地表塌陷及控制措施摘要:在时代发展下,隧道施工的技术也在不断改善,而浅埋暗挖隧道施工技术中最重要的就是对地表塌陷进行控制,如果出现地表塌陷将会导致海水涌入隧道中,会产生不可设想的结果。
浅埋暗挖隧道施工是当前隧道工程中较为常见的一种,特点就是施工成本低、技术较为简单易实现,适用范围较广,但是在实际的施工过程中浅埋暗挖技术却容易对土体和岩石造成一定的损害,导致地层压力失衡从而出现变形的情况,一旦变形就会影响地下管线和建筑物的使用安全,甚至还会出现地表塌陷。
要避免地表塌陷的情况就要找出有针对性的控制措施,使隧道施工顺利进行。
本文主要通过分析地表塌陷的原因,并找出控制和预防塌陷的措施,以便于浅埋暗挖隧道施工作业的顺利进行。
关键词:浅埋暗挖;隧道施工;地表塌陷;控制措施在隧道工程的施工过程中,由于浅埋暗挖隧道施工技术适用范围广,受到了工程施工单位的广泛关注和认可。
浅埋暗挖隧道工程施工因受到地质条件以及施工环境因素的干扰,会造隧道工程出现地质塌陷问题,严重的情况下会直接影响到隧道工程的整体施工质量和施工安全性。
对此工程施工前要进行认真的分析和研究,对施工区域范围内的隧道施工地质条件进行有效的勘查,并且对可能造成隧道地表塌陷的因素进行预测,同时采取了相对应的预防控制措施来加以保障。
一、浅埋暗挖法概述由于浅埋暗挖法具备经济性高、施工简便灵活等优势,其在公路、铁路、地铁等工程中得到了广泛应用。
浅埋暗挖法主要是通过人工施工,虽然其机械化程度较低,但灵活性较高、且适应性极强,在地质条件较差的环境中也能适用。
在隧道工程的施工过程中土体很容易被扰动,使用浅埋暗挖法非常容易造成地表塌陷事故,而许多地铁隧道工程都会经过繁华地区和高层建筑,使用这种方法时,必须严格控制地表沉降,以保证现有建筑物和管道设施的安全。
如,但在浅埋暗挖隧道施工过程管理不当,则时常会发生地表塌陷和建筑物开裂等事故,严重的话还会出现塌方事故,造成人员伤亡。
浅埋暗挖隧道施工引起地表塌陷及控制措施研究1. 引言1.1 背景介绍隧道施工是地下工程中常见的一种施工方式,而浅埋暗挖隧道施工则是指在地下较浅位置进行施工,并且采用暗挖方法进行开挖。
随着城市化进程的加快和交通运输需求的增加,浅埋暗挖隧道的建设变得越来越普遍。
隧道施工对地表造成的影响也日益凸显,其中地表塌陷是一个比较严重的问题。
地表塌陷是指由于地下空洞或挖掘活动导致地表下沉或塌陷的现象。
浅埋暗挖隧道施工过程中,地下的土体会受到破坏和挖掘的影响,从而可能引发地表塌陷。
地表塌陷不仅会造成地表建筑物、道路等设施的损坏,还可能导致地下管线破坏、沉降等问题,给周边环境和居民生活带来一定影响。
对浅埋暗挖隧道施工引起地表塌陷及其控制措施进行深入研究,具有重要的理论和实践意义。
只有充分了解浅埋暗挖隧道施工对地表的影响和地表塌陷机理,才能有效制定相应的控制措施,保障施工安全和周边环境的稳定。
本文将从以上几个方面展开讨论,以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴。
1.2 研究目的研究目的是评估浅埋暗挖隧道施工对地表造成的影响,深入分析地表塌陷的机理,提出有效的控制措施,通过数值模拟和工程实例案例分析验证控制措施的有效性。
通过本研究,旨在为浅埋暗挖隧道施工过程中地表塌陷问题提供科学依据,为工程实践提供指导,从而减少地表塌陷对周边环境和建筑物的影响,保障工程安全稳定。
根据研究结果提出对浅埋暗挖隧道施工地表塌陷控制的建议,为相关领域的研究提供参考,推动该领域的发展和完善。
1.3 研究意义浅埋暗挖隧道施工是隧道施工中常见的一种方法,然而其施工过程中会引起地表塌陷问题。
对于浅埋暗挖隧道施工引起地表塌陷及其控制措施的研究具有重要意义。
研究浅埋暗挖隧道施工引起地表塌陷对于提高隧道施工的安全性和效率至关重要。
地表塌陷不仅会对周边建筑物和交通设施造成破坏,还可能威胁到人员的生命安全。
通过深入研究地表塌陷机理和控制措施,可以有效减少地表塌陷带来的风险,提升施工质量。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策随着城市交通的发展,地铁成为现代城市中不可或缺的交通方式。
而地铁建设中最为复杂的工程之一就是地铁浅埋暗挖隧道。
在地铁建设过程中,地层沉降是一个重要的问题,它不仅关系到地铁建设的安全和稳定,还会对周边环境和建筑物造成影响。
研究地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策显得十分重要。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素主要包括地质条件、暗挖施工方式、地下水、建筑物及设施等因素。
首先是地质条件,地质条件对地层沉降有着直接的影响,例如地质构造、地层岩性、地下水情况等都会影响地层的承载能力和稳定性。
其次是暗挖施工方式,挖掘方式的选择会直接影响地层的沉降情况,不同的挖掘方式对地层的影响也不同。
再者是地下水,地下水位的变化会对地层稳定性产生影响,尤其是在暗挖隧道时,当地下水位下降会导致地层沉降。
最后是周边建筑物及设施,地铁建设会对周边建筑物和设施造成一定的影响,尤其是在地层沉降较大时可能会引起周边建筑物的裂隙等问题。
针对以上地层沉降因素,我们需要采取相应的控制对策。
首先是对地质条件的控制,需要在地铁建设前进行详细的地质勘察和分析,充分了解地质情况,根据地质情况设计合理的地铁线路和施工方案。
其次是对暗挖施工方式的控制,选择适合地质条件的挖掘方式,并且在挖掘过程中采取相应的支护措施,保证挖掘过程中地层的稳定性。
再者是地下水的控制,需要合理的控制地下水位的变化,特别是在暗挖隧道时,要加强地下水的排水工作,避免地下水位下降带来的地层沉降问题。
最后是对周边建筑物及设施的控制,地铁建设前需要对周边建筑物和设施进行详细的评估和加固工作,保证地铁建设过程中对周边建筑物和设施的影响尽量降到最低。
除了以上的控制对策,我们还可以采取其他一些措施来减小地层沉降对周边环境和建筑物的影响。
在地铁建设过程中加强监测工作,对地层的沉降情况进行实时监测,并根据监测数据及时调整施工方案,保证地层沉降在可控范围内。
可以采取地铁隧道盾构施工、压浆注浆技术、地下水位监测和调控技术等先进技术来控制地层沉降的影响。
目前,隧道建设的规模越来越大。
尤其是在科学技术的推动下,采用新材料和新技术,使隧道建设的质量得到显著改善。
但由于隧道工程自身的复杂性,在浅埋、深挖过程中,往往会因围岩的变形而引起地面坍塌。
这不但对地表环境造成了很大的损害,也对结构的稳定产生了一定的影响。
如果发生事故,将会导致大量的人员伤亡,对建筑工程也将产生巨大的经济损失。
因此,对浅埋深挖隧道工程中出现的地面坍塌原因进行了分析,并提出了相应的防治措施。
1、隧道施工中浅埋暗挖法的含义浅埋深基坑工程的理论依据是新奥法,其原理与技术主要从岩石的刚度、压缩特性、岩石的三轴压缩应力、扩展特性、莫尔技术等几个方面进行了研究。
并在此基础上,对隧道开挖和开挖的空间、时间、位置的影响进行了研究。
这一理论侧重于承重结构的类型以及在隧道内进行承重结构的建造周期。
同时,将岩石压力、边界压力以及以上两个影响因素结合起来进行了分析。
同时,在浅埋施工中,突出了设备的防护和及时防护,以达到对地面沉降的有效控制,以保证隧道施工和地下施工的安全。
通过钻管,严格浇筑,高速合龙,强支护,短开挖,频繁测量,确保隧道安全。
平埋隧道施工的机械化水平比较低,因为施工人员具有很强的灵活性和很强的适应性,可以根据需要随时变换成各种形状。
2、在隧道施工中造成的影响浅埋暗挖对隧洞施工的影响主要表现在开挖工作面上,其影响主要表现为:(1)在工作面上设一个测点–2–1 D (D为开挖跨度、直径),在此区域,测电针对工作面的开采有一定的反应,沉降深度在10%~15%之间。
(2)当直径为–1–3–3D时,整个隧道的地面变化会比较平稳,其变化幅度为60%~70%,这是由于开挖工程的卸载作用所致,变数为21~245 mm;(3)如果将其设定为三维空间,那么地面的变化将会相对平稳,在10%~15%的范围内,研究结果表明,在封闭后,初期支护和二次支护都会对地面造成影响,其变化幅度为3.5~3.25 mm;(4)在5 D间距时,隧道施工期间地表沉降率下降,并逐步趋于平稳,并以5%的速率变化,探讨了开挖对土地和岩体的作用,使围岩体的应力结构发生了重新分布。
隧道开挖施工中的地表沉降与控制手段隧道工程是现代交通建设的关键工程之一,它将大大缩短交通距离,提高交通效率,并且在城市建设中起到了重要的作用。
然而,在隧道开挖施工中,地表沉降问题往往成为困扰工程师和当地居民的一大难题。
本文将从地表沉降原因、影响因素以及控制手段等方面进行探讨。
一、地表沉降的原因地表沉降是隧道开挖过程中很常见的现象,主要是由以下几个原因导致的。
首先,隧道开挖过程中土壤的松动和直接下沉是主要原因之一。
当施工人员开挖地下隧道时,土壤的结构被改变,土层变得松散,导致土壤的横向和纵向变形,从而引发地表沉降。
其次,隧道开挖时可能会破坏地下水体的平衡状态,造成土壤流失和地层下沉。
此外,施工挖掘过程中可能会遇到地层变形和破坏,引发地下空洞和塌陷,进一步导致地表沉降。
二、地表沉降的影响因素地表沉降的程度和影响范围受多种因素的影响。
首先,隧道开挖的深度是地表沉降的一个决定性因素。
隧道开挖的深度越大,土壤的变形和下沉就可能越明显。
此外,土壤的性质也会对地表沉降产生重要影响。
例如,黏性土壤和软黏土容易发生变形和下沉,而砂质土壤则较稳定。
此外,水文地质条件、地下水位、地层岩性以及隧道开挖速度等因素也会对地表沉降起到重要作用。
三、减小地表沉降的控制手段为了减小隧道施工对地表的影响,采取一系列控制手段是必要的。
首先,合理设计施工方案是减小地表沉降的基础。
在进行施工前,需要对地质情况进行详细调查和分析,结合地下水位、土壤性质等因素确定合理的开挖深度和施工方法。
其次,采用地面支护措施是减小地表沉降的关键。
常见的地面支护措施包括:钢支撑、混凝土梁、地下连续墙等,这些措施可以减少土壤的松动和直接下沉,降低地表沉降的程度。
此外,合理控制施工挖掘速度、严格监测地表沉降情况以及及时采取补救措施也是减小地表沉降的重要手段。
四、控制隧道开挖对建筑物的影响隧道开挖的地表沉降不仅仅会对自然环境造成影响,还会对周围建筑物造成一定影响。
隧道施工中的地面沉降控制随着城市化进程的不断推进,地下空间的利用日益广泛,地下隧道建设也得到快速发展。
然而,在隧道施工过程中,地面沉降成为一个不可忽视的问题。
本文将从隧道施工中的地面沉降原因、影响因素以及地面沉降控制措施等方面进行论述。
一、地面沉降原因地面沉降主要是由于施工过程中地下水位变化、土体固结等因素造成的。
首先,隧道施工过程中进行的地下开挖会导致地下水位的变化。
挖掘操作使得地下水通过土体颗粒间隙排泄到地下,导致土体孔隙水压力变化,从而引发地面沉降。
其次,隧道施工时,土体由于受到挖掘力的作用而发生固结现象,土体颗粒间的重新排列使得土体体积缩小,导致地面沉降。
二、地面沉降影响因素地面沉降受到多种因素的综合影响。
首先,地质条件是影响地面沉降的重要因素。
不同地层的厚度、土性、孔隙水含量等因素都会对地面沉降产生影响。
其次,隧道施工方式也是影响地面沉降的因素之一。
开挖方式、施工时间以及施工期间的地下水排泄措施都会对地面沉降产生直接影响。
此外,周围建筑物的存在以及地下设施的分布情况也可能对地面沉降产生间接影响。
三、地面沉降控制措施为了减轻地面沉降对周围环境以及地下设施的影响,需要采取一系列地面沉降控制措施。
首先,地下水位的控制是减轻地面沉降的重要手段之一。
通过合理的水文调控,降低孔隙水压力变化,可以有效减少地面沉降程度。
其次,控制开挖速度和长度也是地面沉降控制的关键。
合理控制施工速度,避免一次性开挖过长距离,可以减少固结范围,降低地面沉降程度。
此外,采用支护结构也是一种有效的控制手段,通过加固土体,控制土体体积变化,减缓地面沉降产生的影响。
总之,地面沉降是隧道施工中不可避免的问题,但通过科学合理的地面沉降控制措施,可以减轻其对周围环境和地下设施的影响。
未来,随着隧道技术的不断发展,我们有理由相信,在地面沉降控制方面将有更多的创新和突破,为城市化进程提供可持续发展的保障。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策浅埋暗挖地铁隧道是一种常见的地铁建设方式,通过在地下挖掘隧道,以便地铁列车的行驶。
随着城市化的不断发展,地铁建设所受到的影响也越来越大,其中一个重要的问题就是地层沉降。
地层沉降是指由地铁隧道挖掘过程中,地下土层因为受到影响而产生沉降的现象。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策成为了地铁建设的热点问题,具体原因和对策如下。
1. 地下水位变化:地铁隧道挖掘会打破地下的水文条件,导致地下水位的变化,从而影响地下土层的稳定性,进而引起地层沉降。
2. 地下土层构造特性:地下土层的不同构造特性会使得地铁隧道挖掘对地层沉降程度有所不同,比如沉积岩层和火山岩层的地铁隧道挖掘对地层沉降的影响程度就会不同。
3. 地铁隧道施工方式:地铁隧道施工方式也是导致地层沉降的重要因素,例如采用爆破法进行挖掘会加剧地层沉降程度。
4. 城市地下管线:城市地下的管线网很发达,地铁隧道挖掘会对地下管线造成影响,从而引发地下土层的沉降。
1. 深入研究地下水情况,采取相应的排水措施,以维持地下土层的稳定。
2. 利用现代地质勘测技术,对地下土层特性进行细致的研究,以识别地下土层的脆弱区域,从而避免在地质条件复杂的地带进行地铁隧道开挖。
3. 采用先进的隧道挖掘技术,如冻结法、土压平衡盾构法等,尽可能减少地层沉降的发生。
4. 加强地铁隧道施工的监测,实时监测地层沉降的情况,及时采取补救措施,以减少地层沉降对周边建筑物和市民生活的影响。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降是地铁建设中需要重点关注的问题,尤其是在城市密集区域的地铁建设中更是如此。
通过深入研究地下土层的特性和施工对策的制定,可以有效地减少地铁隧道对地层沉降所造成的影响,从而确保地铁建设的安全和顺利进行。
只有这样,地铁才能真正成为城市交通的便捷工具,为城市的可持续发展做出更大的贡献。
浅埋暗挖隧道施工技术及其地面沉降控制摘要:随着中国经济的快速发展,隧道建设正在各地大规模进行。
隧道施工中常用的施工方法是浅埋暗挖法。
在使用这种方法进行施工时,可能会受到地质条件和施工技术的影响,从而导致地面沉降,影响施工安全和进度。
当地面沉降超过一定水平时,会导致隧道上方现有建筑结构的安全性不足,甚至不稳定。
针对这种情况,应对地面沉降进行有效控制,以确保工程的安全和施工。
关键词:浅埋暗挖;隧道施工;地面沉降控制1浅埋暗挖施工技术原理在隧道段开挖时,为了合理地使用浅埋开挖方法来完成施工,有必要了解其原理:在隧道开挖初期,采用复合衬砌措施来实现基本荷载的承载,二次支护作为荷载安全储备,特殊状态载荷力由初始支撑和二次支撑共同承担。
采用辅助施工方法,采用先进的支护措施对围岩结构进行加固,使围岩结构本身的承载力得到充分调动。
同时,根据施工现场的具体情况,采用适当的开挖方法对环进行支撑和密封,并与围堰结构实现接缝体系,进一步加强支撑效果。
目前,该技术已广泛应用于软弱下卧层的地下工程施工中。
然而,由于围岩结构的自承力较小,为了实现对地表沉降的有效控制,复合衬砌结构需要在保证支护时间的同时最大限度地增强刚度,以提高支护承载力,降低围岩结构的自承力,实现了对地表沉降的更好控制。
2浅埋暗挖法在隧道施工技术中的应用要点2.1项目基本情况戴家山隧道为双孔单向交通隧道,左右线间距15-40m,为单独隧道。
左线起止里程为ZK115+134~ZK118+873,线路全长3739m。
右线起讫里程为YK115+142~YK118+880,线路全长3738m。
设计围岩等级均为V级,属于长隧道。
隧道内有单向纵坡,左线-2.168%,右线-2.185%,进出口均采用端墙式隧道门。
洞址区地表水不发育,地下水主要受风化裂隙、构造缝、裂隙控制,差异较大。
构造节理和断裂主要由构造过程形成,受不同程度的构造影响,其发育不均衡。
开发深度也有很大差异,因此施工采用浅埋和开挖方法。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策地铁浅埋暗挖隧道地层沉降是指在地铁建设过程中,由于土壤的挖除和补充导致的地下土层沉降现象。
地层沉降对地下水位、地表建筑物以及周围环境都有一定的影响。
本文将探讨地铁浅埋暗挖隧道地层沉降的因素以及相关的控制对策。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降的主要因素可以分为三类:土体力学性质、地下水位以及隧道施工工艺。
第一,土体力学性质。
不同类型的土壤具有不同的力学性质,如固结土、软土、粘土等。
这些土壤的力学性质对地铁挖掘过程中的沉降有直接影响。
软土和粘土的强度较低,容易发生较大的沉降。
而固结土的强度较高,沉降相对较小。
第二,地下水位。
地下水位的变化对土壤的稳定性有一定的影响。
当地下水位较高时,土壤的稳定性较差,容易发生沉降。
当地下水位较低时,土壤的稳定性较好,沉降相对较小。
隧道施工工艺。
隧道施工工艺选择合适的工艺对地层沉降有重要影响。
目前常用的施工工艺有开挖法、盾构法和顶管法。
开挖法适用于地层稳定、无地下水位的情况;盾构法适用于软土和粘土地层;顶管法适用于刚性地层。
第一,施工工艺的选择。
根据具体的地质条件和施工要求,选择适合的施工工艺,能够降低地层沉降的发生。
第二,地下水位的控制。
通过合理的地下水位控制,保持地下水位的稳定,能够减少地层沉降的风险。
可以采用抽水降水等措施来控制地下水位。
土体力学性质的改善。
针对软土和粘土地层,可以通过土体加固的方式来改善其力学性质。
常用的方法有灌浆加固、预应力锚杆加固等。
第四,监测与预警系统的建立。
建立完善的地层沉降监测与预警系统,能够及时发现地层沉降的变化,采取相应的措施进行处理。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降是一个复杂的问题,受土体力学性质、地下水位和施工工艺等多方面因素的影响。
通过合理的施工工艺选择、地下水位控制、土体力学性质改善以及监测与预警系统的建立,可以有效地控制地层沉降的风险,确保地铁建设的安全和稳定。
浅埋暗挖法隧道施工引起地面沉降的原因及控制措施本文整理分析了浅埋暗挖法隧道出现地表沉降的原因,并就这些原因提出了切实可行的控制措施,供浅埋暗挖法隧道施工控制地表沉降进行参考。
标签:浅埋暗挖;隧道; 沉降控制1 引言在我们国家,山区占了国土面积的大部分,在进行基础建设铁路,公路的修筑的时候,经常需要修筑隧道。
隧道修筑过程中,随着地层物质被挖出,自洞室临空面向四周一定范围内地层应力场也将发生调整,地表则必将发生或大或小的沉降。
对城市来说,过大的地面沉降和地层变位将直接危及地面建筑物的正常使用,进而危及施工安全,因此施工中必须对有害沉降进行控制。
本文分析了引起浅埋暗挖隧道沉降的主要因素,提出控制地层变形和地表沉降可以采取的对策和措施。
以供暗挖隧道参考。
2 沉降原因浅埋暗挖法隧道施工造成地面沉降的原因主要有以下几个方面:2.1 地下水的影响根据经典土力学理论,天然土体一般是由矿物颗粒组成骨架体,再由孔隙水和气填充骨架而组成三相体系。
土颗粒的压缩性很小,一般认为是不可压缩的,。
因此,土体的变形是孔隙流体的流失及气体体积的减小、颗粒重新排列、粒间间距缩短、骨架体发生错动的结果。
随着隧道的开挖引起地下水的流失, 颗粒重新排列,在宏观上的表现就是地层出现沉降。
2.2地层上覆体特性的影响上覆体本身力学特性对沉降也有比较大的影响。
有些土如枯土、粉质枯土及强风化泥质粉砂岩等一些土的承载能力差,无法形成自然载拱;而有些如硬质岩、极硬质岩可以形成自然拱。
能否形成自然拱,成拱的质量如何,对于地表出现的沉降有很大的影响。
2.3地层应力的影响隧道开挖的过程也是地层内应力重新分布的过程。
隧道开挖形成空洞,周围会产生急剧的变形与应力重新分配与调整的一个过程,应力的重新分布改变了土体颗粒的流动方向,从而引起隧道周围一定范围内土体产生一定量的移动,而引起地面沉降。
2.4爆破施工的影响由于地质条件的复杂多变,各段的地质条件不同,部分施工段可以进行机械挖掘,但有部分施工段需要爆破松动。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策随着城市的发展,地铁作为重要的城市轨道交通方式已经广泛应用于各大城市。
然而,在建设地铁时,浅埋暗挖隧道地层沉降是其面临的一个重要问题,不仅会对地面建筑、道路和地下管线等造成影响,同时也会影响地铁运营的安全和舒适性。
因此,控制地铁浅埋暗挖隧道地层沉降是建设地铁必须要考虑的一个重要问题。
地铁工程浅埋暗挖隧道地层沉降受多种因素的影响,主要包括以下几个方面。
1、地质条件地质条件是地铁浅埋暗挖隧道地层沉降的决定性因素,包括土层结构、土壤的压缩性和水文地质条件等。
一般来说,地质条件越差,地层沉降的影响就越大。
2、地面建筑物和管线的状态地面建筑物和管线的状态也会对地铁浅埋暗挖隧道地层沉降产生影响,如果地下管线和建筑物的材料较脆弱,强度低,那么在地层沉降的情况下,就可能出现破坏,因此需要重视。
3、地铁隧道结构地铁隧道结构的建造方式和结构设计也会影响地层沉降。
若隧道支护强度过低,隧道周围土体失去支撑,就会导致地层沉降。
所以,在设计地铁隧道时,也要考虑隧道结构的支撑和强度。
1、地质调查和分析在地铁工程建设开始之前,必须对工程所在地区的地质条件进行详细的调查和分析,并针对地质条件不同地区采用相应的地层支护技术,以此来控制地层沉降。
2、减少地层变形为了减少地层变形,可以采用衬砌加固的方式,在隧道周围的土体中安装衬砌,并组成一个整体,这样可以减少隧道周围土体的变形程度,降低地层沉降的影响。
3、加强隧道支撑和加固在地铁隧道建造过程中,如果发现地层沉降过多,就可以采取隧道锚杆加固技术,通过加固措施以提高隧道的承载力,降低地层沉降的影响。
4、在隧道建设过程中减少地下水位在地铁建设过程中,如果地下水位高于需要的隧道进入的位置,那么就需要降低地下水位,以此来降低地层沉降的影响。
可以通过注水、加固隔水工程、打钻孔减压等方式来实现降低地下水位的目的。
总之,为了控制地铁浅埋暗挖隧道地层沉降,必须从地质调查、支护设计、水文地质、管线和建筑物状态等多个方面进行全面考虑和控制,从而减少地层沉降的影响,确保地铁隧道工程的安全和顺利实施。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策随着城市的不断扩张,地铁系统的建设成为现代城市发展不可或缺的组成部分。
地铁浅埋暗挖隧道是地铁建设中的重要环节,然而在地下复杂的地层环境中进行暗挖隧道工程往往会导致地层沉降问题,给城市地下设施和建筑物造成不利影响。
研究地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策显得尤为重要。
本文将围绕这一主题展开讨论。
1. 地质条件在地铁建设中,地下地质条件是直接影响地层沉降的主要因素之一。
地层的不均匀性、岩土层的粘聚力和内摩擦角等参数会影响挖掘引起的地层位移和沉降,导致地下管线和建筑物的变形和破坏。
2. 地下水位地下水位的变化也是导致地层沉降的重要因素。
在挖掘隧道的过程中,地下水位的变化会导致地层的松散度和密实度发生改变,进而引起地层沉降。
3. 施工方式地铁浅埋暗挖隧道的施工方式对地层沉降也有很大影响。
不同的施工方式会产生不同的地下应力分布,从而导致地层的不均匀沉降。
4. 城市地下管线和建筑物在城市地下存在大量的管线和建筑物,地铁建设中的挖掘会引起地下管线和建筑物的受力状态发生改变,导致地层沉降。
5. 地铁运营地铁的运营也会对地层沉降产生影响。
地下挖掘后的地下空洞会影响地下水流动,从而导致地层沉降。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降是一个受多种因素综合影响的复杂问题,需要进行综合分析和研究,以找出合理的控制对策。
1. 预测和监测在地铁浅埋暗挖隧道施工前,需要进行地下地质勘察和预测,以了解地下地质条件,预测地层沉降情况。
隧道施工过程中,需要对地层沉降进行实时监测,以及时了解地层变形情况,为采取控制措施提供依据。
2. 合理的施工工艺在地铁浅埋暗挖隧道施工中,需要根据地下地质条件选择合适的施工方式和工艺,避免由于施工引起的地层沉降。
可以采取分段施工、局部加固等措施,降低地层沉降风险。
合理控制地下水位变化,包括排水、注水等措施,可以减少地下水位变化对地层沉降的影响。
在地铁施工中,需要对地下管线和建筑物进行合理的防护和支护,避免施工对其产生影响,减少地层沉降。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策地铁浅埋暗挖隧道是城市地铁建设的重要组成部分,但在其施工和使用过程中,地层沉降因素对城市地面和地下设施造成了不小的影响。
对地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策进行研究和探讨,对于确保地铁施工和使用的安全和稳定具有重要意义。
本文将就地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策进行详细的阐述。
1. 地质构造地铁浅埋暗挖隧道地层沉降的首要因素之一是地质构造。
城市地下的地质结构多种复杂,包括岩石、土层、水系等,这些地质构造对地铁浅埋暗挖隧道的施工和使用过程都会产生一定的影响。
地质构造的不同会导致地铁隧道地层沉降的不同情况,需要在隧道设计和施工过程中加以考虑和控制。
2. 地下水位地下水位是影响地铁浅埋暗挖隧道地层沉降的重要因素之一。
地下水位的变化会直接影响地铁隧道周围的土层的稳定性,进而导致地层沉降的变化。
地下水位的波动引起了土层的液化和压缩,使得地铁隧道周围的地层易产生沉降,需要采取一定的控制措施。
3. 施工方法地铁浅埋暗挖隧道的施工方法也是影响地层沉降的重要因素之一。
不同的施工方法对地下土层的影响不同,合理选择施工方法可以有效地降低地层沉降的发生。
常用的地铁隧道施工方法包括盾构法、顶管法、开挖法等,每种施工方法都有其适用的地质条件和特点,需要结合具体情况进行选择。
1. 地质勘测和分析在地铁浅埋暗挖隧道施工前,需要进行地质勘测和分析,了解地质构造、地下水位、土层性质等信息,从而科学地选择施工方法和采取相应的控制措施。
地质勘测和分析是地铁浅埋暗挖隧道地层沉降控制的第一步,对有效地降低地层沉降具有重要意义。
3. 地铁设计与运行控制地铁浅埋暗挖隧道的设计和运行控制也是降低地层沉降的重要手段。
在地铁设计中,需要考虑地质条件、地下水位等因素,加强地层沉降的分析和预测,从而减少地铁运行对地层沉降的影响。
在地铁运行过程中,需要加强监测和管理,及时发现和处理地层沉降问题,保障地铁的安全和稳定运行。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策地铁浅埋暗挖隧道是城市地下交通的重要组成部分,但其施工对周围地层造成的沉降问题一直是各城市工程师关注的焦点。
地层沉降可能导致地面建筑物、路面和管线等的损坏和安全隐患,甚至使地铁线路陷入危险状态,因此,必须采取措施保证地层沉降的控制。
1. 地层沉降因素地铁浅埋暗挖隧道在施工过程中,会对周围地层物理力学性质产生破坏,使得地层产生相应的沉降。
主要的地层沉降因素包括:(1)超前地应力影响。
施工过程中,顶部人工支护结构的阻碍加剧了地应力的超前范围,导致地应力范围扩大,形成较大的应力集中区域。
(2)土体变形和固结。
顶部人工支护结构能够稳定顶部土体,并分散较小的固体应力,但仍会使土体在轴向方向上产生较大的变形和固结,进而导致地层沉降。
(3)地下水位的变化。
地铁施工过程中,会对周边土体的渗透性产生影响,导致地下水位的剧烈变化,水压力的变化会进一步恶化地层的力学性质。
(4)上部建筑物的重力荷载。
地铁线路通行时的振动,可能会在邻近的建筑物中产生共振,在地下隧道周围的桩基中产生重大沉降。
2. 地层沉降控制对策为控制地层沉降,必须从施工方式、土体性质、地下水位控制、结构设计等方面着手,采取相应的控制对策。
(1)施工方式施工方式是地层沉降的主要因素,选择合适的施工方式可以有效地控制地层沉降。
常见的施工方式包括:① 地面开挖法。
地面开挖法可以减少超前地应力的影响,但存在操作空间约束的问题。
③ 盾构法。
盾构法不会对周围土体产生影响,但是需要大面积的异常排空和土体浪涌处理。
(2)土体性质为了控制地层沉降,还应保持土体的良好物理力学性质,采取措施减小固结度和剪切强度等。
可采取的措施包括:① 加入补充剂。
可以用于填充包括细粒土、淤泥等的图吉土(弱固土)或砂、石灰石等的破碎岩石。
② 掺入利图敛(Litecrete)泡沫混凝土。
这种泡沫混凝土重量轻,具有较低的强度和刚度,可以在保持孔隙度的同时提高土体的抗剪力。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策随着城市化进程的加快,地铁建设越来越成为城市交通建设的重点。
而地铁的建设离不开地下隧道的开挖和施工,而浅埋暗挖技术是在城市地下建设中得到普遍应用的一种技术。
但是,由于地铁隧道施工引起的地层沉降问题已经成为制约其发展的重要因素之一。
本文分析了地铁浅埋暗挖隧道地层沉降的因素,并提出了控制对策。
一、影响地层沉降的因素1、隧道开挖的深度地铁浅埋隧道施工,开挖深度较浅,一般在10~20米左右。
如果开挖的深度过大,地层的变化范围就会逐渐扩大,可能会引起地层的塌陷和沉降,导致建筑物产生裂缝等安全问题,需要做好相关的措施。
2、土层的性质和含水量不同土层的性质和含水量会直接影响地层的稳定性和变形规律。
一般来说,含水量较高的土层比含水量较低的土层更容易发生沉降,而且隧道开挖对于弱土层的影响更加明显。
3、地下水位的深度和变化地下水位是地层沉降的重要因素之一,隧道开挖会破坏土层的稳定性,导致裂缝和沉降,而高地下水位可以通过分散土层上部分压而缓解沉降;而当地下水位经过开挖面之后被隔离起来,干燥土层上部分压下降,容易导致地层沉降。
4、施工钻机的种类和施工方式施工钻机的种类和施工方式会直接影响地层的变形规律,不同的钻机和施工方式对地层的影响也不尽相同。
二、控制地层沉降的对策1、地层稳定性预测与监测在施工前,应通过地勘及试验室条件下的模型试验、数值模拟等方式,对不同地层的稳定性进行预测,并对不同地质条件下开挖的隧道沿线地层进行监测,及时发现隧道开挖对地层的影响,及时采取措施。
2、保证隧道的设计合理应根据地质资料,结合工程物理性质及土层沉降模拟计算等作为参考源数据,合理设计隧道的断面形状和开挖的深度,合理选择抗压性能良好的材料,以减少沉降的风险。
3、施工过程管理应根据隧道施工数量及现场管理特点,制定合理、科学的施工管理方案,包括施工区域控制、材料供应、协调进度计划等方面的管理工作。
4、地层加固可采用传统的加固方法,例如土钉加固等,对地层进行加固,以增加地层的稳定性。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策【摘要】地铁浅埋暗挖隧道施工对地层沉降影响深远,本文分析了地铁浅埋隧道施工对地层沉降的影响,探讨了地铁隧道地层沉降的主要因素,介绍了地铁浅埋隧道地层沉降的监测控制措施,并提出了针对地铁浅埋隧道地层沉降的对策。
本文还探讨了新型技术在地铁浅埋隧道地层沉降控制中的应用,并强调了地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策的重要性。
展望了未来地铁浅埋暗挖隧道地层沉降研究的方向和发展趋势。
通过本文的研究,可以更好地认识和控制地铁浅埋暗挖隧道地层沉降,为地铁建设提供重要参考。
【关键词】地铁浅埋暗挖隧道、地层沉降、因素、控制对策、施工影响、监测措施、新型技术、重要性、研究方向、发展趋势1. 引言1.1 地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策地铁浅埋暗挖隧道是城市地铁建设中常见的工程形式,地铁隧道施工对地层沉降造成的影响十分重要,因此地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策成为研究的焦点。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降的主要因素包括地质条件、施工方法、隧道形式及地下水位等多方面因素。
为了有效控制地铁浅埋隧道地层沉降,需要采取一系列监测与控制措施,如实时监测沉降情况、合理调整施工参数、采用支护技术等。
新型技术在地铁浅埋暗挖隧道地层沉降控制中也发挥着重要作用,如应用先进的支护技术、地质雷达技术等提高工程质量和效率。
地铁浅埋暗挖隧道地层沉降因素及控制对策的研究对地铁建设具有重要意义,未来还需进一步探讨新的研究方向和发展趋势,以提高地铁工程的安全性和可持续发展性。
2. 正文2.1 浅埋隧道施工对地层沉降的影响1. 挖掘工程对地基土体的变形和应力变化:浅埋隧道施工过程中,土方开挖和支护施工会对周围土体施加不同程度的应力,导致地基土体的变形和应力分布发生改变。
这种应力变化会引起地表和地下水平面的变化,进而造成地层沉降。
2. 地下水位的变化:隧道施工过程中,地下水位可能会发生变化,特别是在降水工程施工过程中。
浅析浅埋暗挖隧道施工引起地表沉降的原因及控制措施发表时间:2016-07-15T10:26:33.257Z 来源:《工程建设标准化》2016年5月总第210期作者:罗小怡[导读] 在渗透系数小的粘土层中,固结时间较长,沉降较慢。
反之,在空隙比与渗透系数较大的砂土层中,固结时间较短,沉降较快。
罗小怡(西安市地下铁道有限责任公司,陕西,西安,710016)【摘要】由于浅埋暗挖法施工过程中不可避免的会对地层产生扰动,必然会引起地表发生不同程度的沉降,从而对施工区域周边管线、道路及建筑物的安全性产生不利影响。
因此,科学合理的设计及施工组织管理,对减少和控制地表沉降产生的不利影响是十分必要的。
【关键词】地铁隧道;地表沉降;原因分析;控制措施区间浅埋暗挖隧道施工影响下的地层变形规律及控制措施是近年来工程界关注度比较高的话题,隧道施工引起的地表沉降,受地质条件、跨度、埋深、开挖方法、支护时间与刚度,以及施工管理技术水平等诸多方面因素的影响。
然而,大量的工程实践表明,隧道施工影响下的地表沉降是有规可循的。
以西安地铁三号线区间隧道施工为例,简要分析地表沉降的原因及控制措施。
1.地表沉降的原因分析1.1 降水对地表沉降的影响浅埋暗挖隧道施工中一般要采取降低水位的措施来达到作业面无水作业的目的。
由于降水会产生土体固结沉降,采用井点降水引起的地表沉降,涉及到井点降水的漏斗曲面范围,其沉降量和沉降时间与土的空隙比及渗透系数有关,在渗透系数小的粘土层中,固结时间较长,沉降较慢。
反之,在空隙比与渗透系数较大的砂土层中,固结时间较短,沉降较快。
1.2 施工速度对地表沉降的影响地表沉降发展规律随着开挖面所处位置的移动过程改变而变化,表现出明显的时空效应。
时间与空间的交叉相互作用反应了隧道施工引起地表沉降的一般规律。
1.2.1 地表沉降的时间效应。
浅埋暗挖隧道开挖后引起的地表沉降是逐渐累加起来的。
根据现场监控量测数据显示,单个地表点的沉降过程经历三个阶段:前期沉降、施工沉降和后续沉降。
浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及控制摘要:地表塌陷是严重影响浅埋暗挖隧道工程施工质量的常见问题,加强对该类问题的防控具有很大现实意义。
文章结合具体工程案例,分析诱发浅埋暗挖隧道施工期间出现地表塌陷的具体成因,并结合工程实践提出几点控制措施,以超前支护、格栅钢架支撑、仰拱与优化土体质量等为主。
关键词:浅埋暗挖;隧道施工;地表塌陷;成因分析;控制措施浅埋暗挖隧道施工,具有施工造价成本低、工艺流程简单等优势特征,逐渐演变成当下隧道工程施工中的一类较常见类型,但在技术水平、土质条件等因素的影响,在现实施工中经常诱发地表塌陷的问题,以致对隧道工程施工质量与施工单位效益获得情况均造成影响。
故此,加强地表塌陷原因分析,制定相关防控措施具有很大现实意义。
1工程概况某公路隧道地处郊区,隧道进口地形较为平缓,覆盖层普遍较薄,自体稳定性相对较差,加大了地表沉降现象发生的风险。
公路级别:高速公路-I级,建筑限界净宽、净高分别为10.30 m、5.2m。
隧道支护拟应用大管棚、系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土等,二次衬砌施工预使用模筑混凝土。
应用环形开挖预留核心土法对隧道进行开挖,以上操作有助于在支护早期维护开挖面结构的稳定性,在具体施工期间应控制环形开挖深度,通常为1.5~1.0 m。
隧道浅埋段开挖施工作业主要穿行粘土层与风化层,拱部上端的1.5 m是风化层,围岩呈现出上软下硬状态,围岩渗水性相对较强。
当挖掘深度达到20 m时,产生了地表塌陷现象[1]。
2地表塌陷原因分析2.1地层条件面对隧道工程施工期间出现的地表塌陷问题,建议技术人员应用高精密仪器对塌陷所处土体的力学性质、微观结构进行整体分析。
在以上过程中还需参照工程勘探人员提供的地质条件报告资料。
综合分析后发现,该隧道工程所处地层地下含水量相对较高、淤泥质粉土广泛分布、透水性高且工程性质普遍偏低。
因为在施工期间未能科学处理地下水活跃问题,进而引起了流沙管涌现象。
当隧道工程开外施工高度<17.5m,就形成不稳定的压力拱,在到达17.5m时,压力拱就会在下一级施工作业中被破坏,进而诱发了地表塌陷问题[2]。
浅析浅埋暗挖隧道施工引起地表沉降的原因及控制措施【摘要】由于浅埋暗挖法施工过程中不可避免的会对地层产生扰动,必然会引起地表发生不同程度的沉降,从而对施工区域周边管线、道路及建筑物的安全性产生不利影响。
因此,科学合理的设计及施工组织管理,对减少和控制地表沉降产生的不利影响是十分必要的。
【关键词】地铁隧道;地表沉降;原因分析;控制措施区间浅埋暗挖隧道施工影响下的地层变形规律及控制措施是近年来工程界关注度比较高的话题,隧道施工引起的地表沉降,受地质条件、跨度、埋深、开挖方法、支护时间与刚度,以及施工管理技术水平等诸多方面因素的影响。
然而,大量的工程实践表明,隧道施工影响下的地表沉降是有规可循的。
以西安地铁三号线区间隧道施工为例,简要分析地表沉降的原因及控制措施。
1.地表沉降的原因分析1.1 降水对地表沉降的影响浅埋暗挖隧道施工中一般要采取降低水位的措施来达到作业面无水作业的目的。
由于降水会产生土体固结沉降,采用井点降水引起的地表沉降,涉及到井点降水的漏斗曲面范围,其沉降量和沉降时间与土的空隙比及渗透系数有关,在渗透系数小的粘土层中,固结时间较长,沉降较慢。
反之,在空隙比与渗透系数较大的砂土层中,固结时间较短,沉降较快。
1.2 施工速度对地表沉降的影响地表沉降发展规律随着开挖面所处位置的移动过程改变而变化,表现出明显的时空效应。
时间与空间的交叉相互作用反应了隧道施工引起地表沉降的一般规律。
1.2.1 地表沉降的时间效应。
浅埋暗挖隧道开挖后引起的地表沉降是逐渐累加起来的。
根据现场监控量测数据显示,单个地表点的沉降过程经历三个阶段:前期沉降、施工沉降和后续沉降。
前期沉降是由于掌子面土压力失衡、支护力不足,以及降水而产生的。
施工沉降是由于在掌子面开挖后,会对周围土体扰动,围岩周边应力重新分布,周围土体向隧道中心线移动,同时由于初期支护封闭成环时间滞后、强度和刚度不足,再加之锚喷混凝土不密实,造成地层出现局部空隙等原因,地表沉降过大,且沉降速率也较大,这一阶段为施工沉降,通常持续时间为1-2个月。
后续沉降是指由于地层次固结和蠕变等作用引起的残余沉降,该阶段沉降为第三阶段沉降。
隧道开挖地表沉降随时间变化曲线如图1所示图3:地表沉降纵向变化规律示意图微小变形区是指掌子面前方1-1.5倍洞径的区域范围。
该段沉降量约占总沉降量的10%-20%。
主要原因是掌子面开挖后,导致前方地层应力释放及地层的失水固结造成的地表沉降。
急剧增大区是指掌子面开挖前方1倍洞径和后方3倍洞径区域范围。
该段区域地表沉降变形速率较大,累计变形量大,此阶段沉降量约占总沉降量的50%-60%。
该阶段变形主要原因是随着掌子面的开挖,周边围岩扰动较大,引起围岩应力场重新分布。
缓慢变形区是指掌子面后方3-5倍洞径区域范围,该区域范围沉降速率逐渐减缓,变形量增加缓慢,沉降曲线开始收敛,此阶段的沉降量约占总沉降量的10%-15%。
稳定变形区是指掌子面后方5倍洞径以外的区域范围。
该区域沉降增长缓慢,地层逐渐趋于稳定状态。
由此可见,施工速度越快,隧道开挖面暴露的时间越短,产生沉降的时间也短,由于时空效应,因而产生的地表沉降量也就会越小。
1.3沉降槽对地表沉降的影响在地铁工程设计与施工阶段,受地质条件影响较大。
沉降槽作为一种地质灾害,对地表沉降也有一定影响。
根据陕西省国土资源厅发布的数据,西安地面沉降发生于20世纪50年代末,自1959年水准测量以来,累计沉降量超过200mm的面积达到150 k㎡。
如西安地铁二号线南延段会展中心~杜陵路段地表沉降总体形态为凹槽状。
凹槽中心位置大致为南绕城高速北侧~军警路口。
凹槽中心位置沉降量较大,边缘部位较小。
根据西安地铁二号线南延段勘察设计单位数据显示,2008年9月至2010年4月凹槽中心最大累计沉降量为225.7mm,年平均沉降量为142.55mm,月平均沉降量为11.88mm。
所以地表沉降同样受地质原因影响。
1.4隧道埋深对地表沉降的影响隧道结构拱顶上部覆盖的土层厚度与隧道结构的跨度之比,成为覆跨比,这个比值对地表沉降影响较大。
通过现场监测数据显示,在隧道埋深小于隧道直径时,地表沉降相对于埋深大于隧道直径的沉降量大。
由此可见隧道埋深对地表沉降影响较大。
1.5相临小间距隧道施工对地表沉降的影响对未衬砌隧道而言,当两隧道的中心线距为5D(D为隧道宽度)时,可不考虑相互作用;当中心线距≦3D时,则需考虑相互作用。
若是两小间距平行隧道,同时开挖时对地层的扰动要大于单线隧道,结果会造成地层的突然松弛,出现较大和持续不断的沉降变形。
两隧道开挖后的相互作用会使地表沉降有叠加作用。
1.6施工方法及开挖进尺也对地表沉降有一定的影响浅埋暗挖法隧道施工时,应根据工程特点、围岩情况、环境要求以及地质条件选择适宜的开挖方法。
开挖进尺的大小实质上是工作面无支护空间的大小,开挖进尺的大小不仅决定着地表沉降、拱顶沉降及收敛变形,同时还影响掌子面的稳定性。
法国的研究表明,如果工作面无支护距离小于0.2D时,对稳定掌子面开挖的支撑力无特殊要求,否则,掌子面就会失稳。
对软弱地层、浅埋暗挖法施工的地铁隧道,开挖进尺的控制尤为重要。
1.7衬砌的时间对地表沉降的影响根据现场施工经验及监测数据,初期支护完成后地表沉降还需要很长时间才能达到稳定,而在二次衬砌完成后,地面沉降即趋于稳定,分析原因是二次衬砌起到防水作用,减少了地层持续失水,从而使地面沉降趋于稳定,所以二次衬砌应在初期支护完成后及时施作。
2.地表沉降的控制措施通过西安地铁三号线太白南路站~吉祥村站~小寨站区间浅埋暗挖隧道施工中总结的经验,施工中可采取以下控制措施:2.1根据工程地质与水文地质条件,制定科学合理的施工降水方案降水方案既要保证掌子面开挖尽量做到无水作业,又不宜将水位降的过低,地下水位降至隧道结构底以下0.5~1米范围即可。
疏干隧道开挖范围内土体中的地下水,合理确定降水时间。
2.1.1确保降水方案实用的原则。
采取一定的的降水措施,尽量确保隧道外水位平稳下降,使降水引起的地表沉降和差异沉降最小,确保降水期间周边建筑物和地下管线处于安全状态,在满足隧道正常作业的条件下,使抽水量最少。
2.1.2 确保降水科学原则。
须严格按照设计规定的控制水位分阶段降水,当降到阶段水位时,及时对周边建筑物及地表沉降、地下管线进行观测。
2.1.3 严格控制降水周期。
降水作业应在进入水下作业工点位置提前15天开始,降水作业完成时间应在该段二衬施工完成,且混凝土强度达到规范要求后,分阶段停止降水。
2.2为有效控制和减小地表沉降,施工中应严格遵守“十八字”方针“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。
这“十八字”充分体现了浅埋暗挖隧道施工的精髓,应结合不同地质的实际情况灵活运用。
2.2.1施工中应及时核对管线、地质等设计资料。
加强洞内超前地质预报、施工区域周边管线及洞内、地表、周边建筑物的监测工作。
2.2.2 根据设计要求严格控制超前预注浆施工质量,控制好注浆压力及注浆量,确保达到理想的土体加固效果。
2.2.3 严格控制每循环的开挖进尺长度0.75米,不允许大于1米。
隧道左右线对于掌子面的施工纵向错距不应小于30米。
2.2.4 根据地层条件选择开挖方法。
为有效控制地表沉降,分台阶开挖时,台阶断面开挖均预留核心土,以发挥掌子面的三维支撑作用,确保掌子面稳定。
台阶长度不宜过长,以3-5米为宜,特别注意上下台阶分部开挖进度需协调,严禁冒进。
防止喷射混凝土背后空洞、积水(尤其是拱脚部位),同时避免上半断面格栅钢架拱脚位置悬空,严格按设计要求施作锁脚锚管。
设置临时仰拱的断面,每个开挖分块都应及时封闭。
在开挖下半断面时严禁碰撞格栅钢架,以避免对围岩的二次扰动;应用最短时间使初期支护尽快封闭成环。
严格控制初支及二衬背后回填注浆施工质量,尤其是初支背后回填注浆应紧跟掌子面施工,且距离掌子面不宜大于5米,以填充结构物之间的空隙,保证结构受力均匀,注浆结束后应检查其效果,不合格者应补注。
注浆浆液达到设计强度后方可开挖。
2.2.5 在浅埋暗挖法施工中将现场监控量测作为一道工序来做,应使现场每时每刻均处于监控之中。
施工过程中,应加强对地表、周边建筑物、洞内拱顶下沉、净空收敛、格栅钢架内力等项目的监测工作,及时反馈信息以指导施工。
确保施工安全及控制沉降变形。
2.2.6 提高施工效率。
各工序的施工时间缩短后,初期支护封闭成环时间也随着缩短,从而减少了掌子面的暴露时间,有利于控制地表沉降。
2.2.7 加强初期支护。
初期支护施作后,其本身有一个徐变过程。
对于超前支护,一般采用大管棚或超前小导管注浆的方式进行超前土体加固,加固时可采取增大小导管直径,减小小导管间距、扩大注浆范围和控制注浆压力等措施来进行加强。
对于格栅钢架来说,可以缩小格栅钢架间距,或在间距一定时,增大主筋直径,起到增大初支刚度,控制地表沉降的目的。
2.2.8 及时施作二次衬砌。
地层孔隙水产生的附加应力有一个较长的递增过程,对软弱富水地层来说,伴随着渗排水,地表会出现不同程度的沉降,初支刚度与地层的相互作用会愈来愈强。
因此对软土隧道来说,为了尽快恢复地层稳定,应及时施作二次衬砌。
3.结束语地表沉降是多种因素综合作用产生的,但在地质、地层条件、周边环境等条件一定的情况下,合理的设计及科学的施工组织管理是控制地表沉降的关键。
施工组织不当及管理缺失、工人操作失误等原因均会引起地表沉降不同程度的增大。
因此,强化施工组织,加强过程监管是避免地表沉降发生的关键。
从预防其发生角度归纳起来主要有以下几点措施:(1)根据地层地质、水文地质情况进行科学合理的设计,同时结合现场监控量测数据,合理调整设计方案,做到信息化动态施工。
(2)加强施工技术交底及班前安全质量讲话工作;同时应召开相关专题会,使所有从事施工管理及一线工人都能熟知并掌握施工技术参数及工艺要求。
(3)按照谁施工、谁负责的原则,定岗定责,责任落实到位,使所有施工人员做到懂技术、重质量、抓细节,保安全,从而有效预防和减小地表的沉降。
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