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《地铁换乘站隧道浅埋暗挖对周边环境影响分析》篇一一、引言随着城市化进程的加速，地铁交通成为城市发展的标志性建设。
地铁换乘站的建设是地铁系统的重要一环，而隧道施工的方法多种多样，其中浅埋暗挖法因其不扰民、减少地表破坏等优点被广泛采用。
然而，这种施工方法对周边环境的影响不容忽视。
本文以地铁换乘站隧道浅埋暗挖为研究对象，深入分析其对周边环境的影响，并提出相应的应对措施。
二、浅埋暗挖法施工概述浅埋暗挖法是一种在地下进行隧道挖掘的施工技术，其特点是在地表以下进行作业，不破坏或减少对地表的干扰。
在地铁换乘站的建设中，浅埋暗挖法常用于站台隧道及连接通道的施工。
其优势在于对地面交通的影响较小，但对周边环境的影响需要进行详细的分析和评估。
三、对周边环境的影响分析（一）地质环境影响浅埋暗挖法施工过程中，对地质环境的改变是不可避免的。
挖掘过程中可能造成土体扰动、地层沉降等问题，特别是对于地质条件较为复杂的地区，可能会引发地层变形、塌方等风险。
这些变化可能对周边建筑物的稳定性和地下管线安全造成潜在威胁。
（二）地表环境影响施工期间，地表可能会出现裂缝、沉降等现象，特别是在人行道、路面等处，容易对行人安全及交通通行造成影响。
此外，噪音、粉尘等施工污染也会对周边居民的生活环境造成一定影响。
（三）建筑物及地下管线影响隧道挖掘过程中可能对周边建筑物产生一定的应力作用，若建筑物结构较弱或地基处理不当，可能造成建筑物的开裂或损坏。
同时，地下管线的位置和走向与隧道走向存在一定关联性，施工中应充分考虑其影响并采取保护措施，以防止因施工造成的水、电、煤气等中断或泄露事故。
四、应对措施与建议（一）强化地质勘探与监测在施工前应进行详细的地质勘探，充分了解施工区域的地质条件及风险点。
施工过程中应加强地质监测，及时发现并处理地质变化带来的问题。
（二）优化施工方案根据地质条件和周边环境特点，制定合理的施工方案和作业计划。
采用先进的施工技术和设备，减少对环境的破坏和影响。
浅埋暗挖法隧道施工技术的发展研究摘要：随着我国社会国力的不断提升，我国各类城市基础建设项目也在逐渐的增加，大多数的基础项目都是需要采用地下施工的方式。
城市地铁、城际高铁公路等城市建设项目的出现，使得浅埋暗挖法隧道施工技术得到一定的应用。
采用这种浅埋暗挖法的项目有很多，但是在实际应用中，却总是出现一些问题。
本文通过研究浅埋暗挖技术的发展历程，在其实际应用中发现问题，对出现的问题进行简单的阐述，促进浅埋暗挖技术的发展。
关键词：浅埋暗挖法；隧道施工技术；实际应用前言：我国市场经济的不断发展，使得交通运输行业也在蓬勃的发展，但是就目前而言，地上的交通运输已经逐渐的呈现饱和现象，这就需要人们采取地下隧道的形式，进行发展交通运输业。
在进行地下隧道施工时，会利用浅埋暗挖技术来进行施工，在很大程度上能够满足人们对隧道施工安全性的要求。
由于浅埋暗挖技术的作用和优点，使其能够广泛的应用在各个城市隧道施工工程中，通过对浅埋暗挖技术的施工过程进行阐释，便于后期的相关人员对浅埋暗挖技术做出更好的修改方案。
在我国，地形复杂，地质情况不同，如何使浅埋暗挖技术能够适应于各个地质、地形，是未来浅埋暗挖技术的发展方向。
一、隧道施工技术中浅埋暗挖法的发展过程（一）浅埋暗挖法的概述隧道施工技术中浅埋暗挖法在施工人员的口中被称为矿石法，顾名思义，浅埋暗挖法对于地下的矿石有其独特的处理方式。
这种隧道施工技术的主要应用区域是在第三纪软弱地质层中，它的实际操作方法就是将挖掘的地层进行进一步的加固，保证下一步的施工环境。
在进行隧道施工中时，浅埋暗挖法的方法可以实时的对周围岩石进行调整承重能力，在进行挖掘时通常都是采用短进尺进行施工操作的，在隧道施工前，要先对施工周围地质环境进行封闭成环，确保在整个施工周期内施工周围的荷载能够承受住挖掘的强度，保障了施工的安全性。
当第一阶段的施工结束后，需要对其进行二次加固，进行第二次衬砌工作，当施工过程中，出现荷载过度时，应对其周围先进行二次衬砌工作，保证一次衬砌和二次衬砌能够一起完成荷载承担工作。
Construction & Decoration建筑与装饰2023年1月上 113简谈市政隧道施工浅埋暗挖技术的应用赵航身份证号码：4113291989****2813 河南 南阳 473307摘 要 众所周知，市政隧道施工是一项复杂的、系统的工作。
在开展市政隧道施工过程中，应全面考虑周围环境情况。
浅埋暗挖技术是隧道施工中的常用技术，具有适应性、灵活性均比较好的优势，有利于提高隧道施工质量。
通过浅埋暗挖施工技术的有效使用，可以进一步提高市政隧道工程的施工效果，保证隧道工程施工效率和稳定性。
因此，文章主要进行了相关阐述，旨在为工程建设单位谋取更高经济效益和社会效益。
关键词 市政；隧道施工；特点；浅埋暗挖；技术要点；应用Brief Discussion on Application of Shallow-Buried Undermining Technology in Municipal Tunnel ConstructionZhao HangID Card No.: 4113291989****2813, Nanyang 473307, Henan Province, ChinaAbstract As we all know, municipal tunnel construction is a complex, systematic work. In the process of municipal tunnel construction, the surrounding environment should be fully considered. Shallow-buried undermining technology is a common technology in tunnel construction, which has the advantages of good adaptability and flexibility, and is conducive to improving the quality of tunnel construction. Effective application of shallow-buried undermining construction technology can further improve the construction effect of municipal tunnel engineering, and ensure the construction efficiency and stability of tunnel engineering. Therefore, this paper mainly expounds on relevant aspects, aiming to seek higher economic and social benefits for engineering construction units. Key words municipal; tunnel construction; characteristics; shallow-burial undermining; technical points; application引言市政隧道施工通常会伴随许多复杂工况，如恶劣地形、地势和复杂的气候条件，给隧道工程施工带来很大困难。
市政工程隧道施工中的浅埋暗挖技术分析
市政工程隧道施工中的浅埋暗挖技术是一种基于地下施工技术的方法，其优势在于对地表的干扰与损害可控，同时也降低了对于路面的影响，并且该技术适用于各种地质条件的隧道工程建设。
浅埋暗挖技术的优势
浅埋暗挖技术的施工过程包括道路开挖、围护结构、岩土支护、砌筑明挖段、填方坝段以及地下建筑物的施工等过程。
在道路开挖过程中，工人会对路面进行挖掘，设计并设置好隧道的开口位置，并依据实际情况确定预留空间的大小。
接下来需要进行围护结构工作，即在地面搭建支架，以防止地面塌陷。
随后进行岩土支护，以确保隧道不会塌陷，同时建立一个安全施工环境。
在隧道明挖段施工中，工人会注意各种施工因素的控制，例如地下水浸润量、施工时间以及工期等，同时也会采用各种支护手段如锚固支护、钢管支护、喷射泥浆等，确保夯紧施工内壁，提高通行安全性。
在填方坝段施工时，要注意对砂土进行夯实，以确保坝体的稳定性。
此外，在施工隧道的过程中，还有地下层室和水渗透施工等环节要进行施工控制，以保证整个隧道工程的高质量完成。
浅埋暗挖技术适用于各种地质条件下的隧道建设，可以实现多类纵向工程的施工，例如地下维修通道、排水系统、布线管道等。
同时也适用于下水道、燃气和电信管道建设，广泛应用于城市地下工程中。
总的来说，浅埋暗挖技术是市政工程隧道建设中的一项重要技术，其核心优势在于能够保证安全施工和降低对地表环境的影响。
在以后的隧道工程建设中，浅埋暗挖技术将会得到更为广泛的应用。
市政浅埋隧道的设计施工技术探讨摘要:城市地下空间的开发利用,使得市政工程建设中浅埋和超浅埋暗挖隧道工程越来越普遍。
浅埋隧道相比深埋隧道而言,具有其显著的不同。
因其埋深浅, 不能有效形成承载拱, 容易坍塌,对市政地下管线、地表建(构)筑物及周边环境会造成很大的影响或破坏。
浅埋隧道设计应遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则,并根据不同条件选择合理的开挖方式与施工工序。
信息化施工反馈优化设计是市政浅埋隧道工程建设中的不可或缺的重要环节。
关键词:浅埋隧道超浅埋隧道设计施工技术城市地下空间作为新型国土资源日益受到全世界各国的重视。
地下空间的开发利用已成为医治“城市综合症”、解决城市人口、资源、环境三大危机以及保持城市可持续发展的重要途径之一。
近年来,我国城市化水平发展较快,城市基础设施建设投入很大。
为缓解快速发展的城市交通机动化所带来的“行路难”问题,几乎各大城市都在下大力气开发和利用地下空间。
为尽量避免兴建基础设施对正在运营的城市交通条件产生过大的影响,地下暗挖工程越来越多,市政工程中的大跨浅埋和超浅埋隧道工程不断涌现[1]。
越来越苛刻的城市环境限制条件,给市政浅埋隧道工程的设计和施工提出了更高的要求。
由于浅埋隧道在结构受力和环境影响程度以及控制条件和标准上与深埋隧道具有很大的差别,不能照搬照抄已有较多工程经验积累的公路或铁路深埋隧道经验,必须对浅埋隧道的特征有清晰的认识,才能科学地组织市政浅埋隧道工程的建设。
本文针对市政浅埋隧道的界定和特点出发,对其如何开展设计和施工进行探讨。
1 浅埋隧道的界定在隧道的设计与施工建设中,根据工程特点和埋深的大小分为深埋、浅埋和超浅埋隧道等。
埋深深度不同,隧道的设计和施工方法也会有很大区别[2]。
深埋与浅埋之分,并非单纯指隧道顶至地表的地层厚度而言,还应结合上覆岩层的水文地质与工程地质特征,围岩松散、风化、破碎、断层影响的程度与结构强度以及地下水和围岩力学变形特征等因素进行综合判定[3]。
浅埋暗挖法隧道施工技术的发展分析浅埋暗挖法是指将隧道荷载通过混凝土箱梁或钢箱梁转移到浅埋的地下框架中，利用地下结构的承载力来支撑隧道的施工和使用。
该技术适用于地表活动性小、地下水位低、土壤层稳定的地区，尤其适用于城市地下空间的利用和地下建筑的建设。
随着城市化进程的加快和交通建设的需要，浅埋暗挖法隧道施工技术受到了广泛关注和研究。
在浅埋暗挖法的发展历史中，最早出现的是浅埋钢箱梁隧道，其优点是运输方便，能够适应不同长度和曲线半径的需要，但其缺点是难以适应变形和扭转的变化，需要采取多种技术措施来加强支撑。
随着钢材的制造和加工技术的发展，钢箱梁的制作和安装难度逐渐降低。
目前，钢箱梁技术已经成为浅埋暗挖法中比较成熟和经常使用的一种技术。
除了钢箱梁隧道之外，混凝土箱梁隧道也在隧道建设中得到了广泛应用。
混凝土箱梁隧道的制作和安装工艺比较容易掌握，具有较高的抗扭强度和刚度，能够适应地下水位变化和土层变形等因素。
同时，在混凝土箱梁隧道的施工过程中，还可以采用预应力和后张力等措施来进一步加强支撑能力，提高施工质量和效率。
随着浅埋暗挖法隧道施工技术的改进和内置设备的完善，可以实现快速精准施工，使施工成本和工期得以大幅缩短。
例如，在国内首个采用浅埋暗挖法建设的地铁“环线一期”工程中，采用先进的内置设备和技术，实现了隧道的快速开挖和连片施工，使整个工期大幅缩短。
然而，在浅埋暗挖法隧道施工技术的应用中，还存在一些问题和挑战，需要进一步研究和改进。
首先，由于该技术涉及到地下结构的建设和支撑，必须对地质环境和地下水位等因素进行充分的调查和评估，以保证施工的安全性和可靠性。
其次，隧道开挖过程中将产生大量的土方和挖掘物，需要及时清理和处理，以避免对周围环境的污染和影响。
最后，由于浅埋暗挖法隧道具有较强的水密性和抗震性能，但其施工需要考虑到地下结构的支撑和稳定，需要采取相应的技术措施。
综上所述，浅埋暗挖法隧道施工技术在隧道工程建设中具有重要的应用价值和前景。
浅埋暗挖法城市地铁隧道穿越各类市政桥梁设施施工技术分析摘要：随着我国经济实力的快速增长，市政桥梁设计中关于地铁隧道的建筑工程也逐渐引起人们的重视，其中如何进行地铁隧道建设的方法一直是建筑工程师争相讨论的焦点。
按照当前形势，中国已俨然在地铁隧道的建设上取得了重大突破，成为了轨道交通和隧道工程建设行业中的重要影响因素。
但是在城市轨道交通的地铁隧道工程施工中，施工环境极为复杂困难，常规方法的使用在具体的施工建设中往往并不尽如人意。
随着众多工程师集思广益，需要高新技术和方法被人们运用到城市地铁隧道的建设中，其中浅埋暗挖法则是一种应用范围较为广泛的方法。
换言之，城市地铁隧道浅埋暗挖法在穿越各类市政桥梁设施施工中已经占据了重要位置，本文接下来将对这种地铁隧道建设的浅埋暗挖法进行细致的分析和说明，以供广大施工人员和设计人员参考。
关键词：城市地铁；隧道；浅埋暗挖法中图分类号：u445.57 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）23-472-01毫无疑问，21世纪的交通随着人流量的增大越来越发达，在地面上的交通已经远远不能满足人们的正常工作、生活和学习需求。
而地铁隧道的建立也正顺势解决了这样的困难。
地下地铁隧道交通的运营很好的解决了地面上繁忙的交通流量。
对地铁建设而言，如今在北京、南京、广州、深圳、天津、杭州、成都、苏州、沈阳、西安、上海和青岛等城市都已经有了较为成熟的技术，在具体的地铁隧道中，也大都采用明（盖）挖法、浅埋暗挖法和盾构法来修建地铁车站与区间隧道。
但这三种方法中唯有浅埋暗挖法在施工期间的效率比较令人满意，而且发生事故风险的概率相对来说较小。
接下来本文将以具体的地铁建设施工工程为基础，对浅埋暗挖法城市地铁隧道穿越各类市政桥梁施工的注意事项、关键控制技术以及施工要点进行细致的分析和探讨。
一、浅埋暗挖法施工原理及特点（一）浅埋暗挖法施工原理浅埋暗挖法的施工原理较为简单，但是在具体施工时的标准非常严格，首先必须做到的是不能破坏地表，否则改变了岩土的自变性能对后期施工的影响较为严重，在施工时一般都需要借用一定的机械设备来进行挖掘隧道，也有部分地段环境较为特殊的地方需要进行人工掘进施工。
市政隧道施工浅埋暗挖技术的应用摘要：浅埋暗挖技术主要是指在距离地表较近的地下进行各种地下室暗挖施工的一种方法，近年该技术得到迅猛发展，目前在市政工程隧道施工中被广泛运用。
因为隧道施工难度比较高，需要运用先进的技术手段辅助作业，这不仅能提高施工效率，也能降低施工风险系数。
而该施工技术具有很多优点，例如，造价低，拆迁少且灵活多变。
本文针对市政工程隧道施工中浅埋暗挖技术的应用展开分析，通过利用浅埋深挖技术能切实提高市政工程施工质量。
关键词：浅埋暗挖技术；市政工程；隧道施工；应用探讨前言：在市政工程隧道施工建设中面临施工技术水平有限，难以提高工程质量等问题，如需带动市政工程行业发展，应将浅埋暗挖技术广泛应用。
该技术具有在工程施工过程中不会干扰地面交通或这边环境，施工现场无需过多专业设备等优点。
为解决隧道施工中存在过往问题，须重视市政工程隧道施工中浅埋暗挖技术的应用，为后续隧道施工积累经验，加速市政工程行业发展。
1浅埋暗挖技术的特性根据目前理论依据来说，浅埋暗挖施工技术为新奥法，主要针对承载力小、地质条件差、围岩稳定性差的隧道工程施工，其主要作用为预加固围岩并对沉降进行有效控制，确保施工安全。
同时，将信息化设计以及信息化施工引入，能够实现施工过程的实时测量与控制。
在市政隧道建设中实施浅埋暗挖技术，基本荷载作用力由初期支护和复合衬砌结构承担，二次衬砌结构起到安全储备作用，同时特殊荷载力由二次衬砌和初期支护来承担。
另外，浅埋暗挖技术在应用中还有其他施工技术的辅助配合，对围岩结构起到了加固作用，最大化利用了围岩承载力，同时结合隧道施工现场的实际情况来选择开挖技术，与围岩结构配合形成整体支护体系，保障了施工现场的安全。
2市政隧道施工应用浅埋暗挖技术2.1上台阶施工当前在开展现代化城市建设的过程中，对于城市功能的要求越来越多，这就使地下管线布局得越发复杂，数量也成倍递增。
为了确保市政工程隧道施工的安全，就需要施工前对设计图纸进行全方面分析，并开展实地勘测，确保对施工现场的地质情况有充分的了解，对周边的影响因素进行明确。
城市浅埋隧道施工性态的时空效应分析Analysis of space2time effect for urban shallow tunneling by excavation吴 波1,2,3,刘维宁1,高 波3,索晓明2,史玉新2(1.北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044;2.铁道第三勘察设计院,天津 300142;3.西南交通大学土木工程学院,四川成都 610031)摘 要:基于弹-黏塑性模型,使用所研制的三维有限元程序,对某浅埋城市隧道工程在开挖过程中地表和围岩变形以及围岩的稳定性的时空效应进行了分析和探讨。
通过计算结果与现场量测结果的比较,文中的分析结果令人满意,为该工程施工提供了依据和指导作用,且具有一定的理论意义和实际意义。
关键词:弹-黏塑性模型;三维有限元法;浅埋暗挖隧道;时空效应中图分类号:T U457 文献标识码:A 文章编号:1000-4548(2004)0340-04作者简介:吴 波(1971-),男,四川人,博士后,现主要从事地下工程施工力学及环境土工方面的研究。
W U Bo1,2,3,LI U Wei2ning1,G AO Bo3,S UO X iao2ming2,SHI Y u2xin2(1.School of Civil&Architectural Engineering,Beijing Jiaotong University,Beijing100044,China;2.The3rd Railway Survey&Design Insititute,Tianjin300142, China;3.School of Civil Engineering,Southwest Jiaotong University,Chengdu610031,China)Abstract:Based on elastic2viscoplastic model,the three dimensional finite element analysis code developed by the author is used to investigate the space2time effect of land subsidence as well as the deformation and the stability of surrounding rocks for an urban shallow tunneling.A comparison between the calculated and measured results has proved that these results are satisfactory and provide the basis and guidance for the practical engi2 neering.K ey words:elastic2viscoplastic model;3D FEM;shallow tunneling by excavation;space2time effect0 引 言Ξ在软土中开挖隧道,洞周围岩的变形并不是在瞬间就完成,即使施作支护以后,围岩与支护间的变形压力及其变形是随时间的推移而不断发展并逐步趋于稳定,这已被大量的工程实践所证实。
围岩变形从产生到围岩破坏,有一个时间历程,主要包括两方面:①开挖面向前推进围岩应力逐步释放的时间效应,实际上为开挖面支撑的空间效应;②围岩-结构等介质固有的流变特性。
在理论解析具有流变效应的较为复杂的隧道开挖问题时,常采用弹-黏塑性有限单元法。
目前,在这方面的平面问题分析比较多,而在平面分析中必须近似考虑开挖面支撑的空间效应,常用的解决方法主要有广义虚拟支撑力法[1]和等效初应力法[1,2]等。
由于这些方法能把开挖的三维问题简化成二维问题来处理,因此,在工程实践中应用较多。
但是,这些处理方法都是近似地考虑开挖面支撑的空间效应,带有很强的经验性和种种适用限制条件等缺点,因此,只有采用三维弹-黏塑性分析方法才能较好地反映隧洞开挖过程中的时空效应问题。
对于城市浅埋隧道工程来说,周围构(建)筑物及地下管线对地表沉降常常提出严格的限制条件,因此,在施工中如何有效地预测和控制地表沉降,成为隧道修建中一项重要的研究课题和难题。
本文基于弹-黏塑性有限元法,结合深圳地铁某浅埋隧道工程进行了这方面的分析和探讨。
1 弹-黏塑性模型对于岩土体的黏塑性流变效应,选取采用比较多的广义宾汉姆模型,其简图如图1所示。
模型中的总应变由弹性应变分量εe和黏塑性应变分量εvp之和所确定,即ε=εe+εvp。
(1)对于多维应力状态,黏塑性流动法则为[1,3,4]εvp=γ<(F/F0)>5Q5σij,(2)式中 γ为流性参数,γ=1/η,η为黏性系数;Q为塑性势函数;F为材料的屈服函数;F0为使系数变为无量纲而采取的任意值;<(F/F0)>是用来判别材料是否进入屈服和表征塑性发展程度的一个开关函数, <(F/F0)>对F>0是正的单调递增函数,且开关符号<>表示当F≥0,<(F/F0)>=F/F0,当F<0,<(F/F0)>=0。
(3)Ξ基金项目:中铁四局集团科研基金资助项目 收稿日期:2003-05-28 第26卷 第3期岩 土 工 程 学 报V ol.26 N o.3 2004年 5月Chinese Journal of G eotechnical Engineering May, 2004 图1 弹-黏塑性本构模型Fig.1 E lastic 2viscoplastic constitutive m odel 对于相关流动法则,F ≡Q ,式(2)可简化为εvp =γ<(F/F 0)>5F5σij 。
(4) 当屈服函数F ≥0时,在时间间隔Δt n =t n -1-t n内,由欧拉时间积分得出的黏塑性应变增量可表示为Δεn vp εn vpΔt n 。
(5)2 工程实例分析根据上述分析理论,利用F ortran 语言,研制了分析隧洞开挖过程的三维弹-黏塑性有限元计算程序,用来对深圳地铁某横通道隧道工程的开挖过程进行了时空效应分析。
2.1 工程简介深圳地铁某横通道隧道工程,埋于地下约9m ,洞身上半断面主要穿越软塑黏性土层,下半断面主要穿越砾质黏性土层。
地下水为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水,稳定水位位于地面以下4.0m ,水位变幅0.5～2.0m 。
研究范围内的地层及其主要物理力学参数见表1。
表1 地层的物理力学参数T able 1 Physical and mechanical parameters of s oils材料名μE /MPac /kPaφ/(°)γ/(kN ・m -3)η/(kPa ・d )素填黏土性0.3517.030.924.619.712000软塑黏性土0.2310.720.810.819.55600砾质黏性土0.2322.735.826.819.318000全风化花岗岩0.2225.015.825.119.820000注浆加固体0.3100.030035.020.0350000 隧道穿越地段,地下管线密集,纵横交错,地表大厦林立,因此,对施工所引起的地表沉降提出了严格的限制条件,且施工风险较大。
隧道断面支护的设计参数见图2。
施工方法采用短台阶法,施工进度平均每天为1m 。
施工方法及小导管注浆示意见图3。
2.2 计算模型的建立注浆小导管外插角为13°～16°,当沿隧道拱部边界注入水泥水玻璃双液浆后,可使隧道围岩形成约0.8～1.2m 厚的环状加固圈,注浆加固体的参数根据实测取值,其值可见表1。
锚杆根据其作用的等效原则来考虑,图2 隧道断面设计参数Fig.2 Design parameters for cross section of tunnel图3 隧道开挖方法及小导管注浆示意Fig.3 Excavation meth od and ducted grouting即提高围岩的黏结力和摩擦角来替代锚杆的作用,由于摩擦角改变较小,连同钢筋网一起作为安全储备考虑,而锚固围岩体的黏结力可由以下经验公式给出[9]c =c 01+η9.8τs m ab×104,(6)式中 c 0为未加锚杆时围岩的黏结力(MPa );c 为加锚杆时围岩的黏结力(MPa );τ为锚杆最大抗剪应力(MPa );S m 为锚杆的面积(m 2);a 、b 为锚杆的纵横向间距(m );η为经验系数,可取为2～5。
钢拱架的作用也采用等效方法予以考虑,即将钢拱架弹性模量折算给喷混凝土,计算方法为[10]E =E 0+S g ×E gS c,(7)式中 E 为折算后混凝土弹模;E 0为原混凝土弹模;S g 为钢拱架截面积;E g 为钢材弹模;S c 为混凝土截面积。
图4 开挖过程中有限元计算部分模型Fig.4 Finite element m odel of excavation143 第3期吴 波,等1城市浅埋隧道施工性态的时空效应分析建模时洞周应力、位移比较敏感的区域采用20节点等参块单元进行模拟,离洞周较远的区域采用8节点等参块单元进行模拟,中间过渡区域采用可调的12节点等参块单元进行模拟,初支采用8节点空间等参壳单元进行模拟,板壳单元附着在实体单元上,其与实体单元间自由度的协调性通过自由度间的耦合功能来实现。
岩土材料的塑性行为考虑为遵循Drucker -Prager 屈服准则。
计算范围沿隧道走向取为24m ,横向取为46m ,开挖过程中有限元计算部分模型见图4。
2.3 计算结果分析计算范围开挖施工共24d 完成,隧道支护紧跟开挖面,计算结果表明,施工完时,地表中点(隧道中线与地表的交汇点)的沉降最大,最大值为13.4mm ,隧道周边拱顶中点的沉降值最大,最大值为26.4mm ,此后,隧道围岩和地表的变形基本趋于稳定,地表中点及隧道拱顶中点的沉降随时间变化的发展趋势见图5。
为了验证有限元计算的有效性,把计算值与施工完成后所取得的量测值进行了比较。
拱顶中点沉降计算值与现场量测值随时间变化的曲线比较见图6,地表中点沉降计算值与现场量测值随时间变化的曲线比较见图7。
施工过程中典型断面地表横向沉降曲线随时间的变化过程见图8,同时图中还给出了施工完成时地表横向沉降曲线计算结果与量测结果的比较。
通过比较分析可知,计算结果与量测结果吻合较好。
图5 地表和拱顶中点沉降-时间曲线Fig.5 Settlement -time curve of ground sur face and vaultmidpoint图6 拱顶中点沉降-时间曲线比较Fig.6 Settlement -time curve of vaultmidpoint图7 地表中点沉降-时间曲线比较Fig.7 Settlement -time curve of ground sur face midpoint图8 开挖过程中地表沉降曲线变化及比较Fig.8 C om paris on of subsidence at different pointson ground sur face本文还对地表中线(所有地表中点所在的线)以及拱顶中线(所有拱顶中点所在的线)与掌子面的空间效应进行了分析。
