沉管隧道沉降控制研究
地铁盾构下穿既有隧道沉降控制技术研究
地铁盾构下穿既有隧道沉降控制技术研究摘要:随着经济社会飞速发展和城市化进程加快,城市轨道交通建设进入高速发展期,其在缓解城市交通拥堵方面发挥着不可替代的作用。
地铁隧道穿越道路、河流或者其他建筑物时,在实施施工技术方案后如何确保施工安全、不影响正常使用和周边环境、不影响过往车辆及行人是地铁工程建设中面临并亟待解决的问题。
基于此,本文首先针对既有隧道沉降影响因素进行分析,同时对地铁盾构下穿既有隧道沉降控制技术防范进行探索,提高地铁工程施工效率、质量和安全性,为后续类似工作的顺利实施提供参考和借鉴。
关键词:地铁;下穿既有隧道;沉降;控制随着我国经济社会的快速发展,城市轨道交通建设进入高速发展期,随之而来的是既有隧道沉降问题日益突出。
在实际施工过程中,由于施工过程引起既有隧道沉降会导致车站、区间隧道出现变形过大等问题,甚至会造成对地面建筑物产生破坏。
目前有关地铁盾构下穿既有隧道沉降的控制措施,已成为国内外工程建设中比较成熟和广泛应用的技术之一,但在实际运用中针对同一工程区间内不同时期,开挖出来的地表沉降变形值进行控制的研究并不多见。
因此,本文通过调研国内外相关文献,对盾构下穿既有隧道沉降控制技术进行了总结和分析,同时针对地铁区间隧道下穿既有隧道施工存在的问题进行探讨分析。
1地铁盾构受到既有隧道沉降影响因素分析为确保地铁盾构下穿既有隧道施工的安全性和合理性,针对地铁盾构施工对既有隧道沉降的影响进行了研究:1)对影响既有隧道沉降的关键因素进行了分析,提出了一种考虑变形影响的基于地表最大沉降量的控制标准,为地铁盾构下穿既有隧道实施控制措施提供依据。
2)基于地表最大沉降量控制标准提出了一种用于确定沉降控制极限值的计算方法,并对该方法中参数的取值和分析提出了具体建议。
3)基于地铁盾构下穿既有隧道沉降控制标准提出了一种适用于地铁盾构下穿既有隧道施工的控制措施,并通过现场实施得到验证。
4)针对该沉降控制措施设计中出现对地铁盾构掘进工作产生不利影响的问题,分别提出了采用地面注浆加固、降低掘进速度和加强监控量测等技术手段[1]。
隧道支护中的地表沉降控制
隧道支护中的地表沉降控制地下隧道的建设是现代城市发展不可或缺的一部分。
然而,隧道建设中面临的一个主要挑战是地表沉降问题。
随着人们对更高质量、更长寿命的隧道需求的增加,对地表沉降的控制变得尤为重要。
本文将从隧道支护中地表沉降的控制出发,探讨一些常见的措施和技术。
在隧道建设中,地表沉降是由隧道开挖引起的。
隧道开挖会导致地下岩层的失稳,从而引发地表沉降。
所以,在隧道建设中,地表沉降的控制是一个非常重要的问题。
首先,要控制地表沉降,就需要采取有效的隧道支护措施。
合理选择隧道支护系统,是减小地表沉降的关键。
目前常用的隧道支护系统有钢筋混凝土衬砌、钢支撑和浅埋法。
钢筋混凝土衬砌是最常用的隧道支护形式之一,它能够提供良好的强度和刚度,有效保护隧道结构不受外部力的破坏。
钢支撑是另一种常见的隧道支护形式,它主要由钢梁和钢拱构成,能够承受较大的荷载。
而浅埋法则是通过在地下挖掘浅埋的方式来建设隧道,能够减少对地表的干扰。
其次,地表沉降控制还需要进行精确的地表监测。
通过监测地表沉降的情况,可以及时采取措施来控制沉降的速度和幅度。
常用的地表监测技术包括测量方法和遥感方法。
测量方法主要包括经典的测量仪器和现代的全站仪、GPS等设备。
遥感方法利用遥感卫星获取地表图像,通过对比前后的图像变化来监测地表沉降情况。
这些监测技术的应用,可以为地表沉降控制提供科学依据。
此外,合理的施工方法和管理也对地表沉降控制起着重要作用。
在施工过程中,应尽量避免重型机械对地下岩土进行过度挖掘或挤压,以减少沉降的发生。
同时,应合理安排施工工序和施工时间,控制挖掘进度,以避免隧道开挖过快引起的地表沉降问题。
另外,施工期间的地下水管理也是减小地表沉降的重要环节,应采取措施保持地下水的稳定,防止水压和渗流对地下岩土的影响。
最后,对于已经发生的地表沉降,及时采取补偿措施也是必不可少的。
通过地下注浆、加固地基等方法,可以在一定程度上抵消已经发生的地表沉降,保持地表的平稳。
沉管隧道沉降控制的计算分析
公路 的沉 管 隧道 建 成 并 投 入 使 用 , 中 6 % 以上 其 0
集 中在 美 国 、 兰 、 荷 口本 三 国 _ 一 19 l .9 3年 , 国 建 0 我
同程 度 的沉 降 , 软 土地 基 上这 个 问题 特 别 突 出 , 在 不仅 在 我 国 的一 些 沉 管 隧 道 中 发 现 这 个 问题 , 在
第 2 3卷 第 3期
文 章 编 号 :6 1 8 3 2 0 ) 3 0 4— 4 17 —6 3 ( 0 2 0 —0 9 0
沉 管 隧 道 沉 降控 制 的 计 算 分 析
李 剑 ,李 清 富 ,李 冰
( . 济 大 学 地 下 建 筑 与 工 程 系 , 海 20 9 ; . 卅l 学 环 境 与 水 利 学 院 , 南 郑 卅 5 0 2 1 同 上 0 02 2 郑 大 河 l 00 ) 4 摘 要 :根 据 某 一 沉 管 隧道 长 期 运 营 中监 测 到 的 沉 降 , 一 直 被 _ 程 技 术 人 员 忽 视 的 沉 降 问 题 的 机 理 对 Y -
也 日臻 成 熟 . 目前 世 界 上 已 有 10 多 条 用 于 铁 路 、 0
对 于此 . 于对 沉 管 隧道抗 浮 的重视 , 在 运 营的 由 现
沉 管 隧 道 的 抗 浮 问 题 解 决 的 基 本 较 好 . 随 着 沉 但
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一
( )潮 汐 往 复 荷 载 引 起 的沉 降 : 有 潮 汐 的 2 在
河 段 , 于 潮 汐 的 往 复 运 动 会 产 生 潮 汐 荷 载 , 部 由 这
城市隧道施工引起的沉降问题研究
科技创新Technological progressI·67·中国高新科技 2019年第39期城市隧道施工引起的沉降问题研究0 引言随着中国经济的快速发展,城市化进程进一步提高,城市人口增多,功能复杂,可利用土地资源紧张,交通拥堵问题十分严重。
从地面发展至地下的城市地下隧道工程在解决城市交通拥堵问题上起到重要作用。
事实上,早在20世纪,发达国家就已提出“大力开发地下空间”的政策。
可见,城市地下隧道工程是城市化进程中的必然发展趋势。
城市隧道施工可能引起地面沉降问题,其原因主要有与地质相关的自然因素和施工导致的人为因素两方面。
自然因素包括岩土体自身的特性、地应力、地下水等,这些都会影响隧道的稳定性,且这些因素在不同地质条件下会产生不同的结果。
人为因素包括隧道的埋深、断面尺寸、施工方法和环境、支护材料和形式、工程用途和监测、服务年限等,这些都有可能导致沉降问题。
我国在近十年的大规模地铁隧道建设中,在广州、北京、青岛、大连、南京、哈尔滨等多地都有由沉降问题引发的塌方事故发生,地面沉陷面积在20m 2以上。
城市隧道的塌方既对人们的生命安全受到威胁,也会使地面的车辆、建筑物、公共设施遭到破坏和损失,影响城市的正常运行。
因此,如何避免此类事故的发生,就需要对城市隧道施工引起的沉降问题进行深入研究。
本文首先介绍了城市隧道施工的多种方法及其施工特点,然后分别综述了隧道施工引起的地层变形和建筑物沉降问题的理论研究方法的最新研究进展,希望能为该领域的研究提供一些参考。
1 城市隧道施工的方法介绍随着现代化的发展,我国城市隧道数量逐渐增多,城市隧道施工次数增多。
商场、防空洞等的地下建设一般埋深较浅,地层的岩土材料强度较低。
若以传统的矿山法挖掘隧道,围岩的自承能力差,很容易发生事故,因此,矿山法已不适用于现代的隧道施工。
现代隧道施工要注意与当地地质岩层相适应,且要顾全周边环境,因此可供选择的常用施工方法有明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法、盾构法和沉管法等,其中又以明挖法和盾构法为主,下面对这几个方法的原理和特点进行介绍。
城市浅埋暗挖地铁隧道沉降控制与分析
!!!!""#年$"月第$"期中国资源综合利用"#$%&’()*+,-()"*./,(#(%)$0(12$3$4&2$*%随着城市地铁在我国的陆续兴建,浅埋暗挖法在地铁隧道施工中得到广泛的应用,由于其埋置深度小,随着地层物质被挖出,自洞室临空面向地层深处一定范围内地层应力场将发生调整,宏观表现为地层物质的移动,施工引起的地层变位将波及地表,产生地面沉降,形成施工沉降槽,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,这就要解决沉降的控制基准问题,并通过控制基准在施工过程中对地面建筑、地表沉降等,在理论分析指导下进行有计划的监测,以监测数据为依据,对暗挖隧道进行动态管理。
$沉降控制基准值的确定沉降控制基准由两个方面确定:其一是出于环控的需要;其二是出于隧道工程结构本身稳定的需要。
实施的控制基准必须两者兼顾。
沉降对城市环境、隧道结构本身造成的危害主要表现在地面建筑物的过量倾斜及地下管线的变形、断裂而影响其正常使用和威胁结构安全。
通常的地面沉降控制值即是出于对环境和结构稳定要求的考虑,其根据主要来源于已有的建设规范及以往的工程实例。
但是由于地面建筑及地下管线种类繁多、结构等级各异,线路穿越的地层不同,若均用同一基准值控制,难免产生某些地段过于保守,造成经济损失,某些地段又出现危害性沉降的弊端。
为了使给出的沉降控制基准值既保证建筑物及地下管线的安全,又使建筑成本较为经济,有必要对控制基准作较深入的分析,使其尽量适应各类建筑及地中管线的需求及尽可能符合工程实际。
沉降对地面建筑的危害主要表现在地面的不均匀沉降引发的建筑物倾斜(或局部倾斜)。
在《建筑地基基础设计规范》(5678889!:88:)中对各类建筑物的允许倾斜值已明确规定。
因此,对建筑物而言,允许最大差异沉降(不均匀下沉)作为地面沉降的控制条件,本文以横向沉降曲线加以分析。
探讨隧道沉降的补救措施
探讨隧道沉降的补救措施1出现沉降的原因分析ﻭﻭﻭ据查勘,隧道出口左侧是一条深沟,这几天连续下雨,并且老百姓开挖的其他沟渠水量汇集至该深沟,地表水下渗导致洞内粉质粘土含水量加大,增大了土体自重、破坏土体稳定性。
加上土体本身松散,土压力大。
根据粉质粘土自身的特性,该段为含部分碎石性粘土,土体松散,自稳能力差,遇水后更差,极易出现局部压力大,造成土体变形,导致隧道下沉。
土体含水量大,使得粉质粘土粘聚力下降,甚至消失,产生巨大的变形力,支护抗力不足.根据开裂现在情形看,向偏压一侧变形,混凝土开裂,钢架变形,因此因隧道断面大、向一侧偏压,产生巨大的挤压力.隧道开挖断面大、跨度大,加上偏压,本隧道最大跨度约14。
7m,开挖过程中扰动对围岩影响大.ﻭ2整治方案ﻭﻭ地表处理发现下沉后,沿着开裂区域外施作梯形C25混凝土天沟,尺寸为1.6m×0。
6m,厚度0。
3m。
下沉影响范围内,查找裂缝,采用快硬水泥砂浆及时封堵,并且及时采用彩条布覆盖,防止雨水直接下渗。
并且按照间距3m,梅花形布置,采用42mm小导管进行注浆固结,长度4~6m。
严格记录钻孔数量、深度、导管安放和注浆量,并控制注浆压力和观测洞内外情况。
注浆处理完成后,对开裂区域挂网喷锚,钢筋采用8,网格为10×10cm,混凝土强度为C25,厚度为10cm.洞内处理洞内回填土出现下沉后,及时清理洞内施工工具,组织车辆、机械,从弃土场拉土到隧道内,填筑高度至少3m,挖机、自卸车、推土机相结合,分层填筑,并且实时采用推土机来回走动压实。
专人指挥,防止洞内施工时,看不清楚。
施打锁脚锚杆采用108mm导管施做,对变形大的,采用6根,长度6m,并且注浆固结,变形小的采用4根42mm的导管,长度4m,注浆固结,限制钢架底脚变形。
锁脚钢管数量和直径均比设计和加大.增设横向和竖向钢管支撑隧道拱脚部位采用200~250mm钢管从掌子面到洞口方向横向支撑初期支护拱架,间距1.2m;竖向采用200~250mm钢管支撑,间距1.2m,并且在管内灌注混凝土。
隧道施工中的地面沉降控制
隧道施工中的地面沉降控制隧道施工是一项复杂的工程,需要考虑许多因素,其中之一就是地面沉降控制。
地面沉降是指地面表面下沉的现象,它可能会对周围环境和建筑物造成损害。
因此,在隧道施工中,必须采取措施来控制地面沉降。
1. 地质勘探在隧道施工之前,必须进行地质勘探,以了解地下情况。
地质勘探可以确定地下岩石的类型、厚度和稳定性,以及地下水位和地下水流动情况。
这些信息对于隧道施工的规划和设计至关重要。
2. 预测地面沉降根据地质勘探的结果,可以使用数学模型来预测地面沉降的情况。
这些模型可以考虑地下岩石的类型、厚度和稳定性,以及地下水位和地下水流动情况。
预测地面沉降可以帮助工程师制定控制措施。
3. 控制隧道施工的进度隧道施工的进度对地面沉降有很大的影响。
如果施工速度过快,地面沉降可能会加剧。
因此,在施工过程中,必须控制施工的速度和进度,以避免地面沉降过大。
4. 采用合适的隧道掘进方法隧道掘进方法对地面沉降也有很大的影响。
不同的掘进方法会产生不同的地面沉降。
例如,盾构法比开挖法产生的地面沉降更小。
因此,在选择隧道掘进方法时,必须考虑地面沉降的影响。
5. 采用地面沉降监测系统在隧道施工过程中,必须采用地面沉降监测系统来监测地面沉降的情况。
监测系统可以及时发现地面沉降的变化,并采取措施来控制地面沉降。
监测系统还可以提供数据,帮助工程师调整施工计划和控制措施。
6. 采取控制措施如果地面沉降超过了预测值,必须采取控制措施来减少地面沉降。
控制措施可以包括加固地下岩石、降低地下水位、减少施工速度等。
采取控制措施可以保护周围环境和建筑物,确保隧道施工的安全和顺利进行。
结论隧道施工中的地面沉降控制是一项重要的工作。
通过地质勘探、预测地面沉降、控制施工进度、选择合适的隧道掘进方法、采用地面沉降监测系统和采取控制措施,可以有效地控制地面沉降,保护周围环境和建筑物,确保隧道施工的安全和顺利进行。
浅埋暗挖隧道施工中沉降变形原因分析及控制措施
浅埋暗挖隧道施工中沉降变形原因分析及控制措施一、引言近年来,随着城市化进程的加快,地下空间的需求不断增加,浅埋暗挖隧道的施工也越来越普遍。
隧道的稳定性和安全性是施工中亟待解决的问题,其中沉降变形是一项关键问题。
本文将从隧道施工沉降变形的原因和控制措施两个方面进行分析和探讨。
二、浅埋暗挖隧道施工中沉降变形原因分析浅埋暗挖隧道施工中沉降变形的主要原因可以归纳为以下四点:1. 地质和水文条件地质条件和水文条件的不同会直接影响隧道的沉降变形。
例如,土层中的含水量、地下水位的高低、土层结构的稳定性等都会导致隧道的沉降变形。
2. 施工方式和技术隧道的施工方式和技术也是造成沉降变形的重要原因。
挖掘工序、注浆和加固工序、打洞工序等都会影响隧道的沉降变形。
3. 荷载条件荷载条件也是导致隧道沉降变形的因素之一。
例如,地铁列车、行人、车辆等会对隧道的沉降变形产生影响,甚至会加剧沉降程度。
4. 工期和施工方法施工方法和工期也会影响隧道沉降变形。
例如,在复杂地质条件下采用快进法施工会加速围岩的破坏并导致隧道沉降变形。
三、浅埋暗挖隧道施工中沉降变形控制措施为了控制和减小隧道施工中的沉降变形,以下控制措施应被采取:1. 地质条件分析在施工前一定要进行地质条件分析,如土层的性质、水文条件、地震灾害等。
仅仅采取一般的地质勘察方式是不够的,站在工程全局的角度,可以采用先进的地质探测技术,并结合实测资料等多种方式进行综合分析。
2. 施工技术与措施在施工过程中,应采用先进的技术,并调整施工顺序,以最大限度地减小地下沉降变形。
例如,在挖孔过程中,应试图减少挖孔造成的运动量,以改善工作现场的环境条件,使土地的变形得以最小化。
3. 进行沉降预测通过对施工工艺和设备的模拟、试验和分析,可以较为准确地预测隧道沉降变形的范围和程度。
可以及时调整施工工艺和方法,以最大限度地减少隧道沉降变形。
4. 注浆工程注浆技术在地下工程中起着关键作用,它可以加固岩石,提高坚硬程度,从而减少地下沉降的风险。
港珠澳大桥沉管隧道基础处理方案沉降分析
决基 槽开 挖作 业 所造 成 的槽底 不平 整 问题 , 保证 隧道在 施 工 、 用 阶段 变形稳 定 性 。 述 了 目前 国 内外 沉 使 叙
管隧道常用的基础处理方法, 细讨论 了压砂法的机理 。 详 介绍了港珠澳大桥沉管隧道 , 对沉管隧道基础压
砂 方 案做数 值 模 拟分析 。 、
计要 求 , 因此在 沉管 隧道 施工 前 , 采用 数值 方法 可 对 隧道施 工过程 进行 仿真模 拟 , 样可 以预先 掌握 这
图 9 图 1 为基槽 开挖 后 、 ~ 1 基底 压 砂并沉 放沉 管后 和 回於完 成后 竖直 方 向位 移 云 图。
开挖 过程 中 围岩 的变 形规律 , 对可 能发 生 的现 象做
[ 徐干成 , 2 ] 李永盛, 孙钧等. 杨林德沉管隧道的基础处理,
基槽 淤积和基础沉 降问题[ _ 隧道 ,9 5 J世界 ] 19 .
[】 3沉管隧道与悬浮 隧道. 隧道译 丛,9 4 19 . 【] 4 宁茂权. 家门港海底 沉管隧道设计介绍[ ] 沈 J. 现代隧
到心 中有 数 。
比较 图 9 图 l 可 以看 出: ~ 1 基础 开挖后 , 基底 隆 起 ; 槽 开挖 线底部 两侧 隆起 较 大 。 基
基底 压砂 并沉 放沉 管后 , 向位移 : 竖 随着 开挖
参考文献
[] 1陈韶章 . 沉管隧道设计与施工[ . M】 北京: 科学出版社 ,
面总 留有 1 5 c 的不平 整度 。 5~ 0 m 沟槽底 面与 管段 表面之 间存在众 多不规则 的空隙 , 导致地基土 受力不 均匀 , 引起不均匀沉 降, 同时, 地基受力不均 也会使管 段结构受到较 高的局部应力 , 以至开裂, 因此, 必须进 行 适 当的基础 处理 , 以消除这些有 害空 隙。 沉 管隧道 基 础处 理主 要是解 决 : ①基 槽 开挖 作 业所 造成 的槽 底 不平整 问题 ; 地基 土特 别 软弱 或 ②
深海沉管隧道基础水下沉降监测技术
技术运行稳定性高、数据误码率低、不易受风浪及施工干扰, 可实现对沉管基础的连续稳定无线监测。
关键词 :港珠澳大桥沉管隧道;挤密砂 桩 ;堆载预压;沉降计算;原位测试
中图分类号:TU47
文献标志码:A
文章编号=1001-5485 (2018) 03-0116-06
1 工程背景
港 珠 澳 大 桥 是 连 接 香 港 特 别 行 政 区 、珠 海 市 与 澳 门 特 别 行 政 区 的 重 要 交 通 枢 纽 ,是 国 家 规 划 的 珠 三 角 区域环线的重要组成部分。主体工程长约 29.6 k m ,采 用 桥 -岛 -隧 结 合 方 案 ,穿越伶仃西航道 和铜鼓航道段约6.7 km 采 用 沉 管 隧 道 方 案 ,其余约 22.9 km 采用桥梁方案,如 图 1 所 示 。为方便实现桥 隧转换和设置通风井,主体工程隧道两侧设置东、 西 人 工 岛 。人 工 岛 与 隧 道 的 过 渡 段 接 口 设 计 非 常 复 杂 ,需要隧道不同区段(从暗埋段到沉管段)的结构 刚度、地 基 变 形 和 几 何 尺 寸 的 平 滑 过 渡 ,如 图 2 所 示 。岛一隧过渡段隧道由于埋深逐渐变小,下卧软 弱 土 层 厚 度 也 逐 渐 变 化 ,设 计 时 须 同 时 考 虑 上 述 结
变形系数
avl_2/MPa_I
1.728 0.313 0.273 0.247
软 弱 地 基 进 行 处 理 以 减 小 总 沉 降 ,控 制 相 邻 管 节 间
的 差 异 沉 降 ,同 时 进 一 步 验 证 设 计 计 算 结 果 。挤密 砂 粧 法 (sand com paction p ile ,SCP ) 自 1967 年在日
细 介 绍 了 采 用 液 体 压 差 式 沉 降 仪 监 测 沉 管 隧 道 基 础 沉 降 的 应 用 技 术 ,并 获 得 了 较 好 的 复 合 地 基 沉 降 数 据 。采 用 多
沉管隧道施工风险分析与控制
沉管隧道施工风险分析与控制海峡的存在造成两岸间的交通障碍及文化差异。
修建跨海沉管隧道可连接海峡两岸,且具有不受天气影响、不影响景观和航运等优点,因此成为工程首选并广泛使用。
如荷兰的首座沉管隧道Maas隧道,由丹麦和瑞典两国合资修建的Oresund海峡沉管隧道,新加坡Tuas 电缆沉管隧道,中国的港珠澳大桥沉管隧道。
这些隧道代表着沉管隧道修建达到了先进水平。
沉管隧道工程各个工序的施工难度都非常大。
所需要的施工机械和施工工法与修建其他隧道不同,在施工过程中会遇到很多突发状况。
特别是大跨度的海底隧道,必须分析其施工风险及其控制措施,否则将会发生不可预计的事故,对社会造成负面影响和巨大经济损失。
我国沉管隧道施工的成功案例之一是上海外环越江隧道工程,它也为后来其他许多沉管隧道工程施工提供了宝贵经验。
然而,目前对沉管隧道工程的风险分析和控制研究不多。
本文采用熵度量法[1-2],计算沉管隧道施工期的风险,针对各个工序中的各个风险因素[3-5],比如突发自然状况、人为差错、施工机械等,计算各个风险因素的熵权值,并结合模糊综合评判法,对沉管隧道风险进行整体分析,最后应用于工程实例,得出熵权值,并提出控制措施。
1 沉管隧道工程风险分析1.1 计算风险度风险度r是风险因素发生及其产生后果的似然估计,可用来分析沉管隧道风险的大小。
计算公式为:r=f(P,C)=1-PfCf=1-(1-Ps)(1-Cs)=Ps+Cs-PsCs(1)式中:P为概率,P∈[0,1];C为后果,C∈[0,1];Pf为风险因素尚未发生的概率;Ps为风险因素发生的概率;Cf为风险因素尚未发生的后果值;Cs为风险因素产生的后果值。
1.2 计算熵权值由于沉管隧道风险事件的发生具有不可预测性,且一旦发生后果非常严重,可结合模糊综合评判法[6-7]计算各个风险因素的熵权值。
1.2.1 建立模糊综合评判集合中国考古认为:汉水要比长江黄河早七亿多年;人类繁荣起源:地球的北纬30度线为起步线;汉江之滨的陕西安康市幅员正在北纬30度左右,或为人类始祖伏羲和女娲的诞生地。
海底沉管隧道长期沉降及受力性状研究
S b a i eI u m rn mm e s d Tu n l r e n e
We G n , i i a g i a g We X  ̄i n
沉 管法 是 在 隧道 需 要 穿越 海底 以及 大 江 、 河 时 纵 向不 均匀 沉 降而导致 一 度漏水严 重I。因此 , 沉 管 大 I 对 使用 的一 种特 殊施T 方法 。自 1 1 9 0年美 国底 特律河 隧 隧道 长 期 沉 降 以及 由此 引 起 的结 构 内力 变 化 的研 究 道 施 工 首 次 采用 沉 管法 以来 , 界 上 已建 、 建 的沉 具 有重 要意 义 世 在 管 隧道 已达 10多座 l 2 1 l 海底 建设 隧道 时 , 管法 与 1 国 内外研 究现 状 。在 沉 盾 构 法 和 矿 山法 相 比具 有 许 多 优 点 l. 些 优 点 为 沉 这 2 1 沉 管 隧道 结 构 的受力 、 形 与 沉 降一 直是 国 内外 变
国 内外 许 多 学 者 采 用 该模 式 对 沉 管 隧道 进 行 研 方法 主要 分 为理论解 l 1 6 和有 限单元 法lH _ 91 _ 。理论解 沉 降后 会 使纵 向铁 路线 的形状 发 生 不连 续 变 化 , 而 究 , 从
影 响列 车 的正 常运 行 。 至 有些 隧道 由于沉 降过 大 造 方 面 如 宁茂 权 l 甚 6 l 先伟l 和史 7 】 研 究 了 舟 山沈 家 门港 分别
构优 化进 行研究 。文献 『1 1 ] 1 — 4采用 维有 限元 进行 研 的再压 缩变 形 引起 ,软 土地 基 的 固结变 形 量值 较 大 、
究, 地基 土均采用 弹簧单元 。 中 。 其 陈清军等人…探讨 了 历 时 较长 , 当土 层 条件 相 对 较 好 时 , T 后 沉 降 量 而 其 水 位对 沉 管结 构水 土荷 载 值 的影 响 , 以及 沉 管板 底 与 值较 小 、 很快趋 于稳 定 。 且 基 础 的部 分脱 空 和沉 管 顶 部 覆 土厚 度 等 因素 对 沉 管
隧道施工引起地面沉降的原因及控制研究
隧道施工引起地面沉降的原因及控制研究摘要:在隧道施工容易引起地面沉降等问题,这就需要加强对地面沉降原因和控制方法的研究工作。
本文首先探究隧道地面沉降机理,分析沉降的主要原因,进而提相应的控制措施,旨在保障隧道施工安全性。
关键词:隧道施工;地面沉降;原因;控制措施隧道工程作为完善交通网络的重要一环,让人们的出行、商品运输更加方便、快捷。
在实际施工过程中,往往会产生隧道地面沉降问题,会对周围结构和地下设施造成严重的破坏。
虽然很多仪器都能够测试隧道的沉降量,也有很多文献阐述了隧道沉降机理,但是却没有考虑到隧道沉降会随着时间变化而变化。
这就需要工作人员对隧道地面进行实时检测和观察,分析隧道地面沉降的是否均匀、动态,这样才能够针对性找出控制方法,保证隧道工程保质保量的按期完工。
1地铁隧道施工引起的地面沉降机理当今隧道施工都是采用盾构施工法,在实际施工过程中的开挖面会释放应力、附加应力,从而导致地面出现弹塑变形等问题,也就是引发地面沉降问题。
沉降通常是在开挖卸载时开挖周围土体向隧道内涌入从而造成地面下沉;支护结构空隙闭合导致地面下沉;管片衬砌结构自身变形造成地面下沉;隧道结构整体地面下沉。
这些下沉问题可以统称为开挖地面下沉问题。
盾构法在实际应用中主要包括开挖沉降、固结沉降、次固结沉降,其中次固结沉降是一个长期控制的过程,特别是在隧道运营期间,需要考虑沉降的动态变化。
盾构施工会造成地层损失和隧道周围受到扰动或剪切力破坏出现土体再次固结,这也是导致隧道沉降的根本原因。
2导致隧道施工引发沉降的因素第一,在隧道施工过程中可能遇到软弱围岩、富水砂层等问题,如果对此类问题没有进行及时处理,拱顶塌方等问题就会导致地面沉降。
通常情况下,隧道软弱围岩都是Ⅴ级、Ⅵ级,如果所应用的施工方法不够合理、支护不够及时、前期支护无法快速闭环,就会产生掉块、塌方、冒顶等问题。
同时,在隧道开挖过程中遭遇了富水砂层没有提前进行加固处理,同样会造成沉降,沉降程度与含水量有直接关系。
沉管隧道的施工技术及质量控制
沉管隧道的施工技术及质量控制沉管隧道是一种在水下或地下运输系统中常用的隧道类型,它具有一定的施工技术和质量控制要求。
本文将以沉管隧道的施工技术及质量控制为主题,对其进行探讨和分析。
一、沉管隧道的施工技术1. 地质勘察:在施工之前,要进行详细的地质勘察,确保了解施工地点的地质情况,包括土壤类型、地下水位等,以便为后续的施工工作提供参考和依据。
2. 沉管制作:沉管的制作是沉管隧道施工的首要步骤。
一般采用钢筋混凝土预制构件的方式进行制作,制作过程中要严格按照设计要求进行施工,保证沉管的质量和稳定性。
3. 沉管下沉:下沉是沉管隧道施工的关键环节,采用船舶和浮吊等设备将已制作好的沉管放置到隧道预定位置,并逐渐下沉至设计要求的深度,同时要保证沉管的稳定性和垂直度。
4. 沉管连接:沉管下沉到位后,进行沉管的连接工作,包括密封胶的填充、钢筋的连接等。
连接工作要保证连接点的刚度和密封性,以确保沉管隧道的完整和稳定。
5. 沉管固定:为了保证沉管隧道的稳定性,还需要对沉管进行固定。
一般采用沉箱固定和土工固定的方式,通过对沉管周围的土体进行填充或施加沉箱来增加沉管的稳定性。
二、沉管隧道的质量控制1. 制作质量控制:沉管的制作过程中要进行严格的质量控制,包括原材料的选用、制作工艺的控制、强度试验等。
制作质量的控制对隧道的使用寿命和安全性有着重要的影响。
2. 下沉质量控制:沉管下沉过程中要进行监测和控制,包括下沉速度、沉管位置等。
通过监测,可以及时发现和处理下沉过程中可能出现的问题,确保下沉质量。
3. 连接质量控制:沉管连接过程中要进行质量控制,包括连接点的密封性和刚度控制。
连接质量的控制对隧道的密封性和稳定性有着重要的影响。
4. 固定质量控制:沉管固定过程中要进行质量控制,包括固定方式的选择和土工固定的监测。
固定质量的控制对隧道的稳定性和安全性具有重要作用。
综上所述,沉管隧道的施工技术及质量控制是确保沉管隧道工程质量和安全的关键。
港珠澳大桥沉管隧道沉降分析研究
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i 0 tl 一 , -L {[ z t一 — f1 o
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其 中 ,为地基最终 沉降量 ; s 为按 分层总 和法计算 出 的地 基 面临近钻孔揭露的地 质条件进行选取 。 1 946 7 变形量 ; 为沉 降计算 经验 系数 ; n为地基 变 形计算 深度 范 围内 3. K - 0 断 面 所划分 的土层 数 ;0 p 为对应于荷载效应准永久组 合时基础地 面的 分别 为基 础底 面至第 i 层土 、 i 第 一1层 土底 面 的距 离 , , m;
础沉降进行分析研究 , 出了有效 的解决方案 , 而保证 隧道安全运营。 提 从 关键词 : 沉管隧道 , 基础 , 水泥深层搅拌 法, 沉降
中图分类号 :U 3 T 43 文献标识码 : A
桩 号
0 引言
港珠澳大桥 主航道 间沉管 隧道 中间段埋置较深 , 于相对均 位 匀分布 的粉质粘 土及砂 层 ; 两端人 工岛 附近沉 管隧道埋 置较 浅 ,
淤后基 础沉 降约 为淤前 基础沉 降 的 2倍 一 荷 载。取施工后隧道 的抗浮 安全 系数为 1 1时沉 咖 道结构 自 . 管隧 道 中间段更 加 明显 ,
9
沉 管隧道的荷载包括隧道的结构 自重 、 护层 、 保 回填 、 回淤等
基础未处理情况下 , 回淤后 其沉 降量大 于 回淤前 , 在沉 管隧
征点 , 略隧道结 构横 断面上 荷载 分布差异 的影 响 ( 括 隧道两 时沉降 , 忽 包 回淤工况 3即全 回淤工况时沉降 ( 图 4一图 6 。 见 )
2
咖
最终变形量 s 按下式计算 :
. , .
算, 计算几何模型水平 方向尺寸采取各 断面初步设计基 槽实际水
地铁区间隧道下穿铁路沉降控制技术研究的开题报告
地铁区间隧道下穿铁路沉降控制技术研究的开题报告一、研究背景和目的随着城市人口的不断增长,地下交通工具——地铁成为了大城市主要的交通方式之一。
在地铁建设过程中,区间隧道下穿已有的铁路系统,因为其施工难度大、影响范围广、工期长等特点,往往需要进行一系列的地质勘探、隧道设计和施工等技术研究。
地铁区间隧道下穿铁路过程中,铁路沉降问题是一个非常值得研究的问题。
隧道区间对于铁路的沉降,不仅要考虑沉降值的大小和沉降时间等问题,还要考虑如何减少对铁路系统造成的影响,从而保障铁路安全运行。
因此,该研究的目的就是通过理论分析和实际施工研究,获得一些有效的技术手段,实现地铁区间隧道下穿铁路沉降控制。
二、研究内容和方法1.研究内容(1)通过文献调查和前期实际问题研究,深入了解地铁区间隧道下穿的重要性、施工过程中可能存在的沉降问题和铁路系统的安全标准要求等方面的知识。
(2)对地铁区间隧道下穿铁路的沉降控制方案进行研究,给出可行的技术实现路线和方案,对方案进行可行性分析和评价。
(3)对沉降控制方案中主要涉及到的技术进行详细的研究论证,包括控制收敛位移的锚杆支护技术、基坑的打开和支撑工艺、隧道施工的控制技术等。
(4)通过field observation,利用现代化的测量、监测等手段,对施工过程中的数据和实测数据进行分析和处理,得到实际背景下的实验数据和结论。
(5)将所得到的数据和结论和历史数据相结合进行分析,总结和比较分析不同方案的有效性和实际适用性。
2.研究方法(1)文献调查和前期研究采用文献综述的方法,收集和阅读有关地铁施工和隧道下穿铁路的基础知识和已有研究成果,对地铁区间隧道下穿的相关问题进行了解和认识。
(2)理论分析和实验研究采用理论分析和实验研究相结合的方法,对隧道下穿铁路的沉降控制方案进行研究,通过数值模拟和实验验证的手段分析各种因素对下穿隧道沉降的影响,并探究各种沉降控制技术的优劣、工程适用情况和发展方向等。
隧道施工邻近地下管线沉降分析
隧道施工邻近地下管线沉降分析摘要:对于一个发展现代化的城市而言,利用地下空间并开展建设是必然的趋势,但在对地下的空间进行建设施工过程,也对周围的环境造成了相应的影响。
在穿过城市大型构筑物的高铁施工过程可能还会对管线造成破坏,所以如何保护管线的安全,也成为相应的研究课题。
对地下管线的施工安全难题既是现代隧道施工的关注点,也是城市环保的重要研究内容,对于本课题的研究既有一定的理论意义,也具备一定的实用性。
关键词:地铁;隧道;沉降;安全1引言隧道--一种与地面建筑有明显区别的地下建筑结构,其主要与地上建筑的区别在于勘查、设计、施工以及运营的所有状态下均位于地下应力场中。
在隧道施工时,因为长期受到地下固结应力的岩石等地质层被一出,导致岩土体的应力被重新分布,又因为岩土体的流变效应,导致其受到的压力和变形程度都随时间的推移而发生改变。
如果在没有受到相关约束的情况下,受到原有扰动的位移将会一直进行下去,直到形成因为顶部被破坏的岩土体,导致坍塌而形成一种“塌落拱”的情况出现。
近年来,在我国隧道工程领域,越来越多的地下结构建在地下土体中修建完成,隧道开挖中的岩土稳定性,受到越来越多的工程技术人员关注。
土体的工程性质本身比岩体差,主要表现为应变大、强度低、承载力低等。
在土质隧道研究领域,袁冉等人利用ABAQUS对浅埋土质隧道开挖进行了二维有限元分析,并利用离心试验探讨了控制土体初始强度各向异性和非共轴特性的各种参数对隧道开挖引起的地表土体沉降的影响。
黄俊等人分析了浅埋圆形隧道中两组应力状态独立的计算模型,分别给出了两组模型在弹性和弹塑性状态下的应力、应变和位移分析,进而提出了计算地层损失率的弹塑性方法。
此外,王清标等人结合监测数据和现场施工,深入分析膨胀土的沉降变形,优化隧道施工工艺,探索控制隧道沉降变形的措施。
本文结合工程实例,对某地下隧道进出口开挖过程中的地下管线沉降进行监测,研究不同施工措施对邻近地下管线沉降的影响,并基于监测数据分析既有措施下邻近地下管线的沉降特征,为类似工程提供参考。
隧道沉降控制及观测方案
隧道沉降控制及观测方案沉降观测点埋设、观测频率按照设计文件及及相关技术指南等要求执行。
(1)沉降监测内容隧道口仰拱、隧道一般地段和不良、复杂地质区段沉降观测。
(2)监测要求垂直、位移监测网均独立建网,网形按照闭合环状、结点或附合水准路线形式。
每个独立监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点,长度4km左右。
基准点选设在变形影响范围以外,也可用即有的控制桩;工作基点约200m一个,设置在比较稳定的位置。
每个观测段落至少有2个工作基点,形成附合或闭合水准线路。
变形观测采用水准测量方法,水准测量的精度±1.0mm,读数取位至0.1mm。
沉降变形观测实行“五固定”原则,固定的监测人员,需培训后方可上岗。
沉降变形监测点布设按照设计要求进行布设,局部可根据现场条件调整。
(3)监测频率隧道主体工程完工后,变形观测期一般不应少于3个月。
观测数据不足或工后沉降评估不能满足设计要求时,应适当延长观测期。
隧道内一般地段沉降观测断面的布设根据地质围岩级别确定,不良和复杂地质区段适当加密布设。
隧道沉降观测精度为±1mm,读数取位至0.1mm。
隧道基础沉降观测频次(4)观测资料整理及提交资料1)观测资料应齐全、详细、规范,符合评估指南及评估单位规定的要求。
2)人工测试数据必须在观测当天及时输入计算机,核对无误后在计算机内备份;自动采集测试数据应及时在计算机内备份。
沉降观测资料及时输入沉降观测管理信息系统,以保证各相关单位在观测过程中时时监控。
观测中有沉降异常情况应及时通知有关各方及时处理。
3)按照提交资料要求及时整理、汇总、分析,按有关规定整编成册。
主要由沉降观测资料表、观测点的平面纵断面和横断面布置图及控制点与观测量、标石标志规格及埋设图、仪器检测及校正资料、观测记录本(薄)、平差计算测量成果质量评定资料等组成。
在线下工程施工结束,无砟轨道铺设前施工单位以书面和电子文件将每个断面(点)的沉降监测数据,整段落报送评估单位。
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算 。通过理论分析 、 调查研究与计算分析相结合 , 对 比了箱体结 构置换 , 荷载 分担结构 以及桩基加 固三 者之间在可 施工性 、 功能性 、 可靠性 、 养护等方面 的优缺点 , 为类 似工程提供参考 。
关键词 沉管隧道 沉降 箱体结构置换 荷载分担结构 桩基加固
积深 度可达 几米 , 常 常是 引起 沉 降 的主要 因素 。
宁波 甬江沉 管 隧道是 浙江省 3 2 0省道 的过 甬江
的 隧道 , 受 甬江 回 淤 的影 响 , 隧道 发 生 了较 大 沉 降 。
隧道 总长 度 1 0 1 9 . 9 7 m, 由北 岸 引 道 3 6 0 . 4 4 m( 地 下
管隧道沉降的形成原因, 提出有效 的沉降控制措施 。
体结构 置换 和荷 载分 担 结 构 ; 提 高 下部 土体 承 载 力
措施有 桩基 加 固 。
3 . 1 工程概 况
压缩量减少使得防水性能降低。管段接头两端临近
端钢壳 的 少 量 环 向裂 缝 , 局 部 有 渗 水 干 燥 后 的痕
迹L 3 ] 。本文 以某公 路 沉 管 隧 道 工程 为 依托 , 针 对沉
公路 隧道
2 0 1 3 年 第 2期 ( 总第 8 2期)
沉 管 隧道 沉 降控 制研 究
叶建 忠 应 础 斌
( 浙江省交通 规划设计研究 院 杭州 3 1 0 0 0 6 )
摘 要
本文通过分析沉管隧道沉降机理, 提出了针对性的沉降控制措施, 并对各种控制措施进行了数值模拟计
・
隧道通 过地层 为第 四系全 新统 ( Q 4 ) 海相 、 河口
R ・
公路 隧道 比较 论证 。
2 0 1 3年 第 2 期( 总第 8 2 期)
I l 叠圈 _ _ 圈 口 豳 ■一
箱体 结构 置换 : 结构受力较大, 结构质量可靠, 对 隧道 基本无 影 响 , 管顶 卸载作 用较 好 , 在 一定 程度
3 沉 降控 制 实例 研 究
为 防止 隧道 因沉 降引起结 构安 全度 及渗 漏水 等 病害 , 需要 采 取 有 效 的措 施 控 制 沉 管 隧道 的沉 降 。 目前 , 主要 的沉 降控制措 施有 两种 思路 : 减 小上部 荷
载和箱
弱土 层 。
7 . 5 m, 净高 4 . 5 m; 汽车荷 载: 汽 车 一2 0级 , 挂 车 一 1 0 0 。江 中 沉 管 横 断 面 外 轮 廓 尺 寸 为 1 1 . 9 0 m×
7 . 5 0 m。顶板 、 侧板厚均 为 8 5 c m, 底 板厚 度为 1 0 5 c m,
沉 管 隧道是 在水下 预定 的隧道 轴线 位置 上开挖 基槽 , 然后 把在 干船 坞 等 露天 场 预 制好 的管 段 拖 运 沉放 到基槽 里 并 连 接起 来 的一 种 方 法 。从 1 9 1 0年 修建 第一 条 沉 管 隧 道— —底 特 律 隧 道 至 今 已经 有
9 2 年 的历史 了 , 沉 管 隧道 以其 独 有 的优 越性 , 受 到
为钢筋 混凝 土结 构 , 管 内路 床 、 路 面 厚度 共 7 0 c m( 其
中路 床 4 8 c m, 水泥混凝 土路面 2 2 c m) , 如图 1 所示 。
( 2 ) 淤 积 引起 的沉 降 : 河道 的泥沙 淤 积一直 是 困
扰水 下构 筑物 的一 个难题 , 在 有些沉 管 隧道 附近 , 淤
l 刖 吾
( 3 ) 潮 汐 往 复 荷 载 引 起 的沉 降 : 在 有 潮 汐 的 河 段, 由于潮 汐 的往复运 动会 产生 潮汐荷 载 , 这部分 荷 载对 沉管 的沉 降也有 影 响 。 ( 4 ) 超 载活 载 引起 的沉 降 : 随 着经 济 的腾 飞 , 交
通量 的增 大远 远超 过 了早 期 的预测 . 现 在修 建 的沉 管 隧道 的交通 量几 乎 都超 过 当初 的设 计值 , 这部 分 的荷 载 引起 的沉 降也不 能忽视 。
分析 。 隧道原设 计标 准 : 双 向 2车道 单 孔 隧道 , 路 面 宽
2 产 生 沉 降 原 因
特殊 环境下 沉 管 隧道 的沉 降 机理 较 为 复 杂 , 经 过研 究分 析认 为 , 引 起 沉 管 隧道 沉 降 的 因素 有 以下
几个 方 面L 4 j 。
( 1 ) 槽 底扰 动层 : 在 隧道 施 工 的 过程 中 , 施 工 开 挖对槽 底 土体 的扰 动 以及基 槽 中淤泥 的沉 积是 不可 避免的, 这样会 在基 槽 底 部 形成 一 层 性 质较 差 的软
连续墙 结 构 加 横 撑 ) 、 北岸竖 井 1 5 m、 江 中沉 管 段 4 2 0 m( 含 E1 ~E 5共 5个 管段 , 长度 8 5 m+8 0 m+3 ×8 5 m) 、 南岸引道 2 2 4 . 5 3 m( 扶 壁 式 挡 土墙 结 构 为 主) 等几 部分组 成 , 本 文 选 取埋 深 最 大 的 E 2段进 行
工程 界 的广泛关 注 , 其修建 技术 也 日臻成熟 。
目前 世 界 上 已有 1 0 0多 条 用 于铁 路 、 公路 的沉
管 隧道建 成 并 投 入 使 用 , 其中 6 0 以 上 集 中 在 美 国、 荷兰 、 日本 三 国E 1 , 2 ] 。我 国已拥 有 了相 当数 量 的 沉 管 隧道 , 随着建 成 的沉 管 隧道不 断增加 , 特别 是在 不 同环境 下修 建沉 管 隧 道 , 出现 了一 些 以前 不太 注 意 的 问题 , 其 中沉 降 就 是关 键 问题 之 一 。沉 降造 成 的危 害严重 : 如 甬江 隧 道 的主 要 病 害之 一 就 是沉 管 段 的不 均匀 沉降 ( 最大 沉降量 约 9 c m) 导致 管段 的接 头附 近 出现 环 向裂 缝 , 及对 管 段接 头 GI NA 止 水带