城市地铁施工沉降的数值模拟研究.pdfVIP

第２５卷第１期 四川理工学院学报（自然科学版） Ｖｏｌ２５　Ｎｏ１ ２０１２年２月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） Ｆｅｂ２０１２  文章编号：１６７３１５４９（２０１２）０１００８００３ 城市地铁施工沉降的数值模拟研究 刘洪海，黄永红 （重庆市勘测院，重庆 ４０００２０） 　　摘　要：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，从而影响到隧道和地表建 筑物的正常使用和安全运营。以某一地铁施工为依托，运用ＰＬＡＸＩＳ有限元软件对施工进行动态开挖模 拟，分析其沉降因素，正确估计特定地区可能发生的地面变形沉降，将模拟结果与现场监测的资料进行 了对比分析，模拟结果可信度高。该研究对城市地铁隧道工程的设计与施工具有重要的指导意义。 关键词：城市地铁；沉降；数值模拟 中图分类号：Ｕ２５ 文献标识码：Ａ 　　随着全球城市建设的飞速发展，城市化进程加快， １６２～１７２ｍ。区间与上海路站设计分界里程 Ｋ１３＋ 城市人口高度集中，生产和交通工具密集，解决城市发 ０６２５０ｍ，与新街口站设计分界里程Ｋ１３＋５０２６５ｍ，区 展过程中的交通问题乃是一大难题。为缓解地面交通 间最大纵坡１２‰，最小竖曲线半径３０００ｍ。区间隧道上 压力，近几个世纪来，许多国家大中城市纷纷兴起了大 方管线密集，主要有 ６００给水管，４５０雨污水管，５００    规模建造地铁和轻轨的热潮，开发地下空间。 煤气管及较多的电信电缆，１１０ＫＶ电力电缆，１０ＫＶ电 地下工程施工，会引起地层移动而导致不同程度的 力电缆，３８０Ｖ路灯电缆等。 沉降和位移，由于施工技术及周围环境和岩土介质的复 该区间跨长江 级阶地和秦淮河河漫滩地貌单元， Ⅰ 杂性，即使采用最先进的施工方法，其施工引起的地层 勘探深度范围内，地表浅部为近期杂填土、素填土，区间 移动也是不可能完全消除的。当地层移动和地表变形 东部具有新近沉积土；下部主要为一般沉积的粉质粘土 超过一定的限度时就会造成地面沉陷、基坑垮塌、隧道 和中粗砂混卵砾石；基岩为白垩系“红层”，岩性为泥质 破坏、周边建筑物损害、地下管线损害等事故，将会导致 粉砂岩、角砾砂岩、粉砂质泥岩，软硬相间，属极软岩。 严重经济损失并产生不良的社会影响，从而影响到隧道 区间西段主要为粉质粘土，东段为粉土、淤泥质粘土和 和地表建筑物的正常使用和安全运营。因此本文运用 粉质粘土。洞室围岩稳定性整体较差。其中粉质粘土 有限元技术对施工进行动态模拟，分析其沉降因素，正 具弱膨胀潜势，施工中应注意水对粉质粘土强度和变形 确估计特定地区可能发生的地面变形沉降，进而选择最 的不利影响。 佳的施工技术；并将模拟结果与现场监测的资料进行对 ２ 地铁隧道的有限元模拟 比分析，对城市地铁隧道工程的设计与施工具有重要的 指导意义。 ２１ 隧道开挖过程有限元理论分析