概论软土地层地铁隧道施工对地下管线影响.docVIP

概论软土地层地铁隧道施工对地下管线影响 　　摘要：在进行地铁隧道工程施工时，常采用盾构法隧道施工技术。盾构法隧道施工具备很多优点，在进行地下工程施工时应用十分广泛。但是，在遇到软土地层施工时，会引起地层振动，对地下既有管线造成一定损害。本文主要分析一下，在软土层地铁隧道工程采用盾构法施工时对地下既有管线的影响，并提出部分相应的处理措施。 　　关键词：盾构法；地铁隧道；地下管线；影响 　　中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号： 　　一般情况下，地铁隧道工程都在城市的繁华地区，地上建筑林立，地下管线密布，这对施工技术提出了很高的要求。盾构法施工有效的避免了对周围建筑的影响，减少了对环境的破坏，但是当遇到软土地层时会对地下管线造成一定影响，应当引起相关部门的重视。 　　一、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，如果土体变形过于明显，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。 　　二、地铁隧道盾构法施工地面沉降的原因分析地面沉降是隧道周围土体的松动和沉陷，是因为盾构隧道施工而引起的，地表沉降是它的直观表现。它将使隧道附近区域基础建筑物产生变位、变形和沉降，并会破坏建筑物机能。形成地面沉降的另外一???主要因素是由盾构法施工产生的底层损失和土颗粒经扰动后的再固结。1、地层损失由于盾构与衬彻间的间隙和超挖等原因隧道的挖掘土量常常要比按照隧道断面积计算出来的土量大得多，这样就使隧道和衬彻片间产生间隙。在软粘土中，周围土壤会及时填充该间隙，使地层产生运动，导致施工沉降(瞬时沉降)。由于土的应力产生变化，随之而形成应变-变形-位移-地面沉降。地层损失分为三个：第一类为正常地层损失。导致底层损失地所有原因来自施工现场的客观条件，与主观因素无关；第二类为非正常地层损失。该地层损失是因为施工中的操作失误而导致的；第三类灾害性地层损失。引起该地层损失的原因是由地层中水压大的贮水和透水性强的颗粒状土的透镜体等不良地质条件引起的。2、固结沉降在盾构推进过程中，由于超挖、挤压，和盾尾压浆作用，使正负超空隙水压力产生于周围地层中，扰动地层，从而产生的地层沉降称之为固结沉降。固结沉降有主固结沉降和次固结沉降之分，超空隙水压力消散引起的土层压密为主固结沉降；由土层骨架蠕动引起的剪切变形沉降称之为次固结沉降。三、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。四、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。五、盾构隧道施工导致土体产生变形的机理分析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。2、地层损失地层损失指的是在盾构施工