坝体沉降受盾构工程施工影响的分析.docVIP

　　坝体沉降受盾构工程施工影响的分析 --1绪论 随着城市地铁、越江險道等地下空间发展进程的加快，人口及建筑密集度的提高，盾构施工技术因其对邻近建（构）筑物影响小、对环境要求低、施工方便等优点而被广泛应用于各地下工程的建设中。 在盾构施工过程中，如何安全、经济、有效地完成施工任务成为盾构施工工法的研究课题。特别是在建（构）筑物受沉降影响较敏感的地区，研究盾构施工对邻近建（构）筑物的沉降变形影响非常重要。 盾构施工是一种暗挖的施工方法，该方法是沿着隧道设计轴线运用一个圆柱体的钢组件幵挖土体并向前推进隧道结构的施工方法。泥水平衡盾构工法是一种机械式盾构施工工法，主要由掘进机和其管理系统、泥水处理和输送系统以及同步注衆五大系统组成。该施工工法在开挖面利用泥装形成泥膜，并对开挖面的土体施以一定的泥水压力以确保开挖面稳定，刀盘挖掘的土体进入泥水船成为泥水后送到地表进行泥水处理，处理后的泥水重新输送回泥水船，这些工序循环进行，从而实现盾构施工工程的开挖、排土以及盾构机沿隧道设计轴线的推进。如图1.1所示泥水平衡盾构机的五大系统。[1-6] 1.1盾构工程施工引起邻近建（构）筑物变形的研究 盾构施工的质量，会受到工程地质条件、水文地质条件、施工环境、盾构施工参数及施工技术等的影响。在盾构施工过程中这些因素会引起诸多工程问题，例如刀具对岩土的适应范围小、盾构工作系统重要部件的更换修理困难、盾构施工工法在遇到特殊情况时临时很难变换、盾构机出（入）洞的风险比较大、穿越既有建（构）筑物易扰动周围土层从而造成导致位于土层之上的邻近建（构）筑物的不均匀沉降变形等，这些施工问题导致了盾构施工过程存在一定的安全风险。长期以来国内外学者的重点研究对象，是地下工程盾构施工过程中盾构工程本身的风险及控制措施，而且在这方面已有较多的文献。目前国内外对盾构工法施工所引起的环境问题(主要是地层沉降引起)方面的研究主要集中在地表纵向沉降变形、地下工程横断面沉降变形和地下工程对邻近（建）构筑物的变形影响等方面。 国内外的学者们深入研究了地下工程盾构施工所引发的地层沉降变形，并提出经验计算公式，从而可以预测地层沉降变形沿地下工程纵向、横向的分布趋势。这些公式的应用要根据实际工程而选择，并选取适当的施工参数。 随着盾构工法广泛应用各种实际工程，盾构工法施工对邻近建（构）筑物的影响也越来越复杂，研究盾构工程施工对邻近的建（构）筑物的沉降变形的影响越来越不可避免而且越来越重要。当前国内外对盾构施工引起邻近建（构）筑物沉降变形的研究主要在盾构施工引起的地层位移和地表沉降方面，包括盾构施工引起的地表沉降曲线、建（构）筑物的沉降变形曲线等；研究方法有理论分析、数值模拟、模拟实验等方法。通过所研究的盾构施工对邻近建（构）筑物变形影响程度的分析，提出经验、半经验的计算公式，并对建（构）筑物的变形进行预测，具有一定的工程实际意义。[1-6] 所谓盾构邻近建（构）筑物施工即盾构推进的影响范围内有既有结构物，并且盾构施工可能对既有的结构物产生不利的影响。而邻近的范围一般是横向沉降槽的范围，即从盾构下端始划出（45°+φ/2)的斜线，如图1.2所示。 1.1.1盾构工程造成建（构）筑物沉降变形的原理 运用盾构施工方法建设地下工程，因施工及环境条件等因素，特别是盾构施工技术及施工参数选取不当造成的施工中盾构的推力过大、盾构机与周围土体产生的摩擦、盾尾壁后的注菜压力、盾尾的空隙以及在开挖面上超挖等情况，使盾构施工线上地层变形难以避免。地层变形直接引起地表不均勾沉降，另一方面地层变形和其所导致的地表沉降将直接或间接地引起邻近结构物的变位及附加应力，从而影响邻近建（构）筑物结构整体性及稳定性。 ............................... 1.2本论文的主要工作 1.2.1论文研究目的 本论文以江阴市澄江西路二期圆形盾构險道工程为工程背景，主要有以下研究目的： (1)目前国内外学者对盾构斜交驳岸的研究较少，为保证盾构工程的顺利进行和避免盾构工程驳岸的干扰、破坏，研究盾构斜交下穿驳岸对驳岸沉降变形趋势的影响； (2)盾构斜交通过间桥河驳岸时驳岸的沉降变形有两个最低峰值点，而国内外目前主要使用的PECK沉降槽理论只有一个峰值点，因而需要研究盾构对驳岸沉降变形影响的双峰曲线具有重要的理论意义和工程意义。 1.2.2论文研究内容 (1)研究方法 运用科学分析软件ORIGIN软件对工程实测数据处理分析，用回归拟合的方法研究盾构施工引起的驳岸变形沉降趋势，并用有限元数值分析软件MIDAS-GTS软件模拟北线地下盾构工程斜交下穿间桥河东驳岸时的三维模型。 (2)具体研究路线 1)现场调研，了解盾构施工造成的驳岸沉降变形情况，对工程的自然地理环境、水文地质条件及土层情况进行整理； 2)收集、整理国内外在