浅谈软土盾构隧道施工对地下管线影响.docVIP

浅谈软土盾构隧道施工对地下管线影响 　　【摘要】采用盾构法进行施工会使地面出现沉降或隆起、影响周围环境等都是盾构隧道在设计与施工过程中所关注的焦点问题。特别是地下管线的铺设是城市建筑物不可缺少的一部分内容，担负着给排水、供气、供电等的任务，但是，因盾构法隧道施工会直接对地层产生很大的扰动，甚至会对地下管线正常运行产生一定的影响。由此看来，我们应该深入探讨盾构隧道施工对地下管线产生的影响，这具有非常重要的现实意义。本文主要对盾构隧道施工的优点、造成地下管线失效的形式、对土体产生变形的机理等内容进行深入的探讨和分析，同时又提出了一些地下管线保护的有效措施。 　　【关键词】盾构法；隧道施工；地下管线；变形机理；保护措施 　　中图分类号：U455.43文献标识码： A 文章编号： 　　1前言 　　通常情况下，隧道施工都是在城市热闹的地区，附近有很多的建筑物，再加上地下管线分布也比较复杂。所以，对隧道施工提出了较高的要求，既要确保施工安全，又不会影响周围建筑或者设施的正常运行。也就是说在隧道施工过程中，应该尽量减少土体开挖对附近建筑物、环境等的影响。通过大量实践证明，盾构法是隧道施工最主要的施工方法，特别是在软土区段，使用更为广泛。以下对盾构法隧道施工相关的内容进行详细的阐述。 　　2盾构隧道施工的诸多优点分析 　　盾构法隧道施工的优点主要包含以下几点：第一，当前很多施工作业竣工都是在地下完成的，这样一来，不仅不会对环境造成影响，而且也确保地面交通的正常运行，与此同时，又可以减少对周围居民的施工影响；第二，对地上与地下铺设物带来的影响是非常小的；第三，盾构法更加便于管理，需要的施工人员偏少，气候的变化不会对施工产生一定的影响，施工进度较快；第四，更加适用于软土地段，特别是在土质差、水位过高的地段铺设隧道，盾构法具有较强的优势。盾构法的上述这些特点已经得到了全世界的认可，同时得到了广泛推广和应用。尽管盾构法有很高的安全性，但是，在隧道施工过程中，因受土层压力、超挖等因素的影响，很容易引起土体发生变形，如??土体变形过于明显，会使路面出现沉降或隆起，以至于影响正常的交通运行，一旦地下管线出现变形，势必会出现严重的安全事故。所以，盾构挖掘造成的土体变形控制是提高盾构掘进质量的主要标准。 　　3盾构隧道施工导致地下管线失效的形式 　　盾构的卸载效应可以使附近的土层发生位移，这样一来，周围地下管线也会发生位移变化，然而，在此过程中，管道上施加的荷载最大的就是纵向弯曲荷载，所以，纵向屈服应力是考虑的失效模式。除此之外，对地下管线产生巨大影响的就是接头构造的变化，所以，构造破坏极限也必须认真考虑。在周围土体没有受到任何干扰前，地下管道还是比较安全的，这证明盾构隧道施工没有对周围土体产生较大的影响，所以，也可以不作任何考虑。然而，在有些情况下，受其它极限的影响，也能对周围土体产生一定的影响，在此时必须要对盾构隧道施工对地下管线产生的影响作认真的考虑。 　　4地下管线安全判别的标准 　　地下管线安全性的判别主要有两类，即应力判别与管线张角判别。其中，应力判别主要应用在带有焊接接口的钢性管线，但是，张角判别主要应用在铸铁管等柔性的管线，但是，对于平口的钢筋混凝土管来说，应该用上述两种判别方法相结合的形式。 　　5盾构隧道施工导致土体产生变形的机理分析 　　5.1盾构施工对土体产生的扰动影响 　　盾构隧道在施工阶段可能会对附近的土体产生附加荷载，从而使土体产生扰动，这样一来，就会在附近土体上产生正的或者是负的超孔隙水压力。然而，孔隙水压会随时间的推移而消散。但是，在水压力完全消散之前，土粒与孔隙共同承担土体的荷载；待水压消散之后，孔隙承担的压力是非常小的，那么土粒承受的压力就会越来越大，也就是说土体的有效应力会逐渐增加，这样一来，土体就会越来越结实。超孔隙压力不同就会产生不同的固结压实效果，从而使土体产生不同程度的变形，进而产生不同程度的沉降。 　　5.2地层损失 　　地层损失指的是在盾构施工过程中，实际土体的开挖体积与竣工隧道体积的差值，其中，竣工隧道体积主要指的是隧道以外所包裹的浆体注入体积的大小。由于附近土体在弥补地层损失时，就会使土体地层发生位移，从而造成地面的下沉。 　　6地下管线保护的有效措施 　　6.1隔离法 　　隔离体由钢板桩、树根桩等构成，这样一来，就能够限制地下管线附近土体发生位移，从而减少对地下管线的挤压。对于此种方法来说，主要应用在管线铺设较深且和隧道断面比较接近的地段，然而，如果地下管线铺设不够深，那么可以选用管线挖出悬空的方法，但是，必须将隔离槽放置在地下管线的底部，只有这样，才可以减少振动力对地下管线的影响。 　　6.2悬吊法 　　一旦盾构隧道施工周围的土体产生很大的位移变化，通过隔离