基坑施工对盾构隧道变形影响研究.doc

1、基坑施工对盾构隧道变形影响研究【摘要】随着我国国民经济不断发展，人民群众的生活水平不断提高，我国的基础设施建设也已经发展到相对较为成熟的阶段。在我国的基础设施建设中出现了许多基坑工程穿越建筑物、地下管线和既有轨道线等。这就对于基坑施工的施工技术与质量提出了较高的要求。本文以某地铁区间明挖基坑侧穿既有盾构隧道工程为例，分析深基坑施工过程中所涉及的各项施工技术，通过对这些技术的研究与分析，来保证深基坑作业的安全顺利地完成。 【关键词】基坑施工；盾构隧道；影响研究 Abstract along with the continuous development of the national econo

2、my, peoples living standard continues to improve, the infrastructure construction of our country has developed to a relatively mature stage. In the infrastructure construction of our country has a lot of foundation pit engineering crossing buildings, underground pipelines and existing rail lines. Th

3、is is for the construction technology and the quality of foundation pit construction put forward higher requirements. Taking a subway foundation pit side wear existing shield tunnel project as an example, analysis of the construction technology of the deep foundation pit construction process, throug

4、h the research and analysis of these techniques, to ensure the safety of deep foundation pit work smoothly. keyword foundation construction; shield tunnel; impact study 中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 【引言】在经济全球化的大背景下，我国基础设施建设实现了飞速发展，在我国城市轨道交通迅速发展的大背景下，出现了越来越多的基坑工程穿越建筑物的情况。及目前我国基坑施工的现状来看，基

5、坑穿越建筑物以及地下管线的施工频率较高，但是基坑施工侧穿盾构隧道的施工频率较低，所以本文对基坑施工侧穿盾构隧道施工时对隧道的影响进行分析研究，并且在明确实际影响的基础上对有针对性的优化施工方案，从而保证基坑施工的质量与安全性以及盾构隧道的安全性。轨道交通上覆盖着的建筑物群基坑施工对区间对到周边的应力以及土质产生了影响，导致隧道的出现受力情况以及形状发生了一定的变化。在这种情况会导致管片开裂以及接头缝出现张开情况，导致隧道出现渗漏情况，进而对轨道交通的运营与安全造成一定的威胁。 1.工程简介 本文研究的北京轨道交通线路位于北京市东南部丰台区三环与四环之间。此标段区间基坑长度为 28m，宽度为 5

6、.8m-9.5m，深度为 13-16m。在此基坑的南端设置了单线盾构接收井。 1.1 区间地质与水文条件 （1）地质条件 此区间施工范围从地质条件从上至下可以分为三大类别，分别是人工堆积层、新近堆积层以及沉积层。按地层岩性以及其物理力学性质来说其可以分为 8 大层次与亚层。从设计图纸可以看出，本基坑施工规定主要为与第五层粉土层。粉土层的地质特征主要为土质较为密实，适度适中，为中低压缩性土质。 水文条件 区间施工范围内一般为潜水、层间水、以及潜水承压层三层。以设计图纸为依据，其三层地下水结构不存在腐蚀性。但是在干湿情况布丁交换情况的作用下，其会对混凝土结构中规定钢筋出现微弱的腐蚀性。 本基坑施工

7、的主题结构深度保持在 15m 左右，底板标高范围在 23-24.6m 范围内，其结构体高度为 7.5m。以完成勘察的实际水位为基础，在施工过程中对水文进行处理的层次为潜水与层间谁。承压水层位置在结构底板的 3m 以下，在这种情况下其对基坑施工的影响可以忽略。 1.2 区间设计简介 基坑施工的深度为 14.6m，施工方式采用桩以及锚索实现支护功能。嵌固深度保持在 3m-4m 范围之内，锚索的位置为以水平的形式维持在两桩之间。在东侧锚索竖向布设 3 道，西侧右线盾构南端竖向布设 4 道，西侧右线盾井南边竖向布设 2 道。 2.基坑土方开挖方式 基坑主体施工采用明挖顺作的方式进行。土方主体采用机械开

8、挖方式，人工进行捡底配合，采用自卸车进行运输。土方主体基坑采用分段、分层开挖的形式，沿着基坑纵向拉坡，并且在基坑的中间部分敷设马道。基坑开挖在施工过程中挖至基底标高以上 25cm 之前，施工方式采用机械分段，分层次开挖。在进行网喷作业时进行悬挂草帘，达到养护的目的，并且养护时间需要保持在 15 小时以上。在对土方进行开挖时，挖至锚索下 45cm 左右处，需要即刻实行网喷，锚索作业等1。在锚索张拉充分，达到既定拉力并持续稳定前；当开挖至第一道钢支撑的轴线位置时，需要在第一道钢支撑安装的位置向下进行 45cm 的开槽，并且提供支撑安装作业面，以便实施钢支撑安装施工进行，钢支撑安装完成后需要加以预应

9、力至设计轴力，并且对其稳固性进行检测后再判断土方开挖工程是否进行。 使用开挖机械挖至基地底板标高以上 25cm 后，使用人工配合清底。为了防止超挖现象，在近邻开挖标高只爱钱应该将标高桩一直基坑周围。在使用人工配合清底前需要将基坑钉上方格网状的小木钉，然后进行拉线清底2。 每当土方进行开挖时，首先应该对基坑东西两侧的锚索工作页面开始，并且工作作业面的长度应该控制在 12cm-14cm 之间，宽度应该保持在 8cm-10cm 之间，在这种深度与宽度之间最为适合锚索施工。在对每层土方进行开挖时，应该根据实际地质情况进行坡度控制，坡度控制的范围应该保持在 1:0.55-0.75 之内。 数值计算 3.

10、1 计算假定 本计算土体选择了摩尔库轮材料为模型，在充分安全的基础上，将线弹性模型作为盾构管片；假设区间层的土质分布均匀，在忽略地下水对土体产生影响的作用下，不考虑周围建筑物以及车辆对计算结果的影响。 3.2 结果分析 根据计算结果可以得出，桩顶最大侧向位移为 6.5mm，竖向位移为6.8mm。以单桩为例，其桩最大的位移一般在桩身的 10.2m 处。桩位移较小，属于安全范围。 根据计算结果可以得出，在基坑开挖完毕后，由于管片的受理程度较小，远远低于管片承受的极限能力，所以盾构管片属于安全范围3。 根据计算结果可以得出，管片与管片基坑之间的土柱都相对较小，其最大的侧向位移在安全范围内。 5 基坑

11、施工方案改善 基坑的施工技术选择主要是从以下几方面进行考虑：1）基坑所处位置的地质情况与水文情况，开挖断面的面积；2）基坑施工的工期以及施工技术、施工机械装备，材料供应等 3）在明确分岔隧道结构特点的基础上，通过数值模拟的方式得出采用不同基坑施工方式下盾构管片的稳定性是否受到影响，进而通过对基坑位移的比较选择最佳的施工方式4。 6 结束语 在进行基坑开挖施工时，保证盾构隧道的安全性是其施工过程中需要首要考虑的因素。本文中所涉及的北京某轨道交通线施工赶在进行基坑开挖时对盾构隧道变形影响在安全考虑范围之内。在本工程地质情况，水文情况有明确了解情况下，设计基坑施工的深度、长度以及宽度，并且选择最优方

12、案的开挖方式保证基坑的位移处于安全范围内。在基坑开挖的施工过程中，采用了多项专业合理的施工技术，综合的对工程质量方面进行了严格规定与审查，并且有效的确保了施工质量。 参考文献 1肖丽霞，张利民，王志荣.地铁车站基坑施工对既有盾构隧道的变形影响J.河南理工大学学报（自然科学版）,30（3）,2011.6,326-330. 2刘庭金。基坑施工对盾构隧道变形影响的实测研究J,岩石力学与工程学报，2008 年 27 卷 A02 期,3393-3400。 3况龙川.深基坑施工对地铁隧道的影响J岩土工程学报,2000,22（3）：284288 4戚科骏,王旭东,蒋刚等.临近地铁隧道的深基坑开挖分析J岩石力学与工程学报，2005，24（增 2）：5485-5489