地铁隧道施工对地下管线变形影响研究.doc

1、地铁隧道施工对地下管线变形影响研究摘要：随着地铁在各大城市的的广泛应用，地铁的建设技术问题逐渐引起了相关部门的重视。地铁隧道的建设肯定会对附近的地下管道线路造成影响，所以目前在地铁隧道的建设中，要不断加强对技术的革新，把对地下管道线路的影响降到最低。本文主要对隧道影响地下管线变形的因素和如何加强地下管线维护的策略进行论述。 关键词：地铁隧道；地下管线；变形 中图分类号： U231+.2 文献标识码： A 文章编号： 大量地铁工程的建设，对地下的管线造成了不同程度的影响，包括隧道断面大小和埋深，土体类型和管线的材料，开挖面到管线的距离以及注浆的程度，地下管线的监测方法和频率对地下管线的变形影响。

2、 一、地下管线变形概述 地下管道变形是因为地铁隧道在修建时，由于施工的扰动造成地下管线有沉降的现象发生，而且沉降还十分的不均匀，使其产生了较大的附加应力，又因为土体的刚度在一般情况下远小于管线的刚度，所以管线对土体的移动会产生抵抗的作用，这种抵抗力如果过大，就会造成地下管线的变形。所以在施工过程中一定要对地下管线是否受到变形影响进行预测，在地下管线最初制造的时候就要严格控制质量标准，提高地下管线的承载力。 二、地下管线变形的影响因素 1、隧道断面大小及埋深 在一些土质较软、地形复杂的地方建设隧道，由于隧道断面的大小和埋深，给地下管线造成较大的变形影响。埋深变大沉降值也会变大，如果沉降值不断变大

3、就会形成一个沉降槽。在隧道的建设中如果土质类型较差而且埋深大就会造成地下管线的沉降值变大，容易受到变形，所以在隧道的建设中一定要注重采取相应的措施。盾构法是一种建设隧道的施工方式，随着科技的不断发展，盾构法的施工技术进一步向大埋深和大直径的方向前进，盾构法这种施工方式一般不受覆土深度的影响，可以建造深埋隧道，使用这种技术性较强的方式，对深埋隧道的建设非常有利。隧道的建设有时必须穿过地面上密集的建筑物和地下稠密的管线，造成了较大的施工难度，稍不注意就会破坏到地下管线，或者造成地上建筑物的不牢固，但是使用盾构法可以降低工程建设的难度系数，能够保质保量的完成。 2、土体类型及管线材料 土体类型的刚度

4、一般远小于管线的刚度，但是在一些土体类型较差的地方，有可能产生土体类型与管线的刚度基本相同的情况，这就造成对土体进行挖凿的时候使用较大的力度，同时也增加了对地下管线造成破坏的可能性。除了土体的类型和埋深对地下管线变形造成一定程度的影响，管线自身的材质也是一种重要因素，经实验表明，如果管线的刚度小，则沉降就大；如果管线的刚度大，则沉降就小，说明土体的协调能力随地下管线的刚度变化而变化，管线的弹性小更利于促进土体的协调能力。所以在对管线的选择上一定要严格控制管线的材质。 3、开挖面到管线距离及注浆程度 开挖面到地下管线的距离不同对地下管线的影响也不同，如果开挖面在地下管线的前方或后方，由于压力过大

5、导致地下管线的移动，如果盾构可以达到管线的时候，就不会产生过大的压力，地下管线也就不会受到移动，当开挖面到地下管线的距离过大时盾构的推力则会变大，而且速度加快，容易造成某一部位出现尖角，使大部分的作用力都集中在那一个部位上，极易使地下管线造成严重的毁坏。在进行注浆的时候，有时会因为注浆的压力过大，浆液的材料性质与标准的材料性质有出入，还有注浆的数量过多或过少，都会导致固结变形、地下管线移动或者使隧道的土体产生塌方的现象，所以我们在进行注浆的施工时一定要严格按照相关规定进行。 4、监测方法或频率对管线变形的影响 在施工时要对地面的沉降和地下管线的变形控制制定出专门的监测方案在施工过程中不断对地下

6、管线进行监测，不同的监测方法或频率可能会对地下管线的变形产生重大的影响，当施工过程管线出现一定的变形时，由于监测方法或频率的影响，监测数据无法及时反馈导致施工时未对管线保护采取有效的防护措施，依然进行同样的施工方式，对地下管线造成更大的损伤。所以在施工过程中，根据不同的施工过程对管线的影响程度要不断调整监测的方法或频率加强管线变形监测，一旦出现问题及时调整施工的方式，并采取一定的措施对地下管线进行加强防护或修补。 三、加强地下管线维护的对策 1、严格制定管线控制标准 在地铁隧道的建设中，除了其他的外在因素对地下管线造成的变形影响，管线本身的质量也会造成了一定程度的影响，在对管线材质上的选择方面

7、，一定要进行严格的质量控制。经实验表明，管线的直径大，沉降量就会小，从而导致地下管线的位移减小，所以在对管线的选择上要选择直径较大的。管线的刚度大也可以使得地面的沉降小，从而更好的促进土体的调节能力。所以要在根本上提高管线的质量，预防地下管线的变形。 2、科学施工减少对周围土层扰动 周围土层的扰动会造成地层的移动，所以我们要尽可能使用较为科学的施工方法，减少对周围地层的移动。尤其在挖掘隧道的时候要按照合理的顺序进行。如果地铁的隧道分为上行线和下行线，那么就采用双线一端的顺序进行开挖，使用这种顺序，在最初的时候，挖面距离管线比较远，沉降量较小，在中间阶段随着距离地下管线越来越近造成管线的位移较大

8、，在最后阶段，造成的位移相对减少。相比双线两端和先挖上行线再挖下行线的施工顺序，使用双线一端的隧道挖掘顺序对地层和管线的位移影响较小，所以在施工时要采用科学的施工方式减少对周围土层的扰动。 3、提高管线及周围地层承载力 要想减少对地下管线变形的破坏，要加强管线以及周围地层的承载力。在测量中表明，当土的弹性模量为 10MPa 的时候，管线的最大水平位移为-17mm，管线最大的竖向位移为-8mm；当土的弹性模量为 70MPa 的时候，管线的最大水平位移为-3mm，管线的最大竖向位移为-4mm。以上数据充分说明随着土的弹性模量增加，地层的位移明显减小，所以要提高土的弹性模量。对于土体比较松软的地方，

9、要通过注浆的方法加固土体，在施工之前就对周围的土体进行注浆的方法加固，在施工结束之后也要对一些松散的土体和空隙进行加固，在一些地下水资源比较丰富的地层建设隧道时，一定要注重对地层的加固，提高地层的承载力，同时还要加固管线的地基，增强管线的承载力，这样可以有效的预防地层的沉降进而避免地下管线的变形。 4、加强管线变形的监测 在地铁的建设过程中，要对地下管线进行实时的监测，采取适当的监测方法，对周围的管线进行现场的测量，根据地下管线的变形情况进行相应的措施，如果变形情况不严重，在建设过程中多加注意即可，一旦发现管线受到较大程度的变形要对施工方案进行相应的调整，当地下管线出现损坏现象必须进行及时的修

10、补措施，只有对地下管线进行实时监测和及时维护，才能降低对地下管线的损害。 结束语： 目前，在地铁隧道的建设中还存在一定的问题，通过对地下管线进行严格的标准控制，采用科学的施工方式减少对周围土层的扰动，提高管线和周围土层的承载力，加强对管线变形的监测，可以对地下管线的变形影响降到最低。 参考文献： 1 马涛, 阳军生,等.城市隧道施工对临近地下管线影响研究现状及发展A.石中柱.城市地下空间开发与地下工程施工技术高层论坛论文集C.北京:北京华正印刷有限公司,2012.118-119. 2 高文华.基坑变形预测与邻近建筑及设施的保护研究D.长沙:湖南大学, 2012. 3 段光杰.地铁隧道施工扰动对地表沉降和管线变形影响的理论和方法研究D.北京:中国地质大学,2012. 4 彭基敏,张孟喜.盾构法施工引起邻近地下管线位移分析J.工业建筑, 2012,35(9):50-53.