平顶直墙浅埋暗挖施工对地表沉降的影响分析

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平顶直墙结构受顶部因缺乏拱效应,在开挖过程中易造成地表沉降值过大,甚至产生坍塌事故。因此,研究平顶直墙浅埋暗挖隧道施工对于地表沉降的影响,采取有效措施减小变形,以使道路等不至造成损害,是城市地铁建设面临的重要任务,并具有重要施工指导意义。本文将以地铁14号线大瓦窑站出入口的暗挖工程为依托,对砂卵石地层平顶直墙暗挖施工引起的地表沉降情况进行研究,系统分析地表沉降的监测结果,结合有限元理论研究暗挖施工对地表沉降的影响规律,确定主要影响因素,并进一步对平顶直墙暗挖施工工法进行优化,寻求科学合理的地表沉降控制措施。在介绍浅埋暗挖工艺的基础上,从采用的施工法、隧道的埋深(隧道覆土的厚度)、覆土或围岩的岩性和质量、隧道的截面形式、隧道衬砌的刚度和施工速度、后注浆的质量和注浆压力、施工降水等方面分析影响沉降的因素;以北京地铁五号线某区间隧道工程的平顶直墙暗挖段作为工程依托,利用有限元计算,分析导洞暗挖宽度、导洞暗挖高度、导洞埋深、导洞壁厚及导洞周围土体加固效果对地表沉降的影响;依托实际工程对导洞开挖引起的地表沉降进行了有限元分析和监测分析,并将两种方法所得数据进行对比分析。研究结果表明,地表沉降值随着导洞宽度、高度的增大而增大,随着导洞埋深、壁厚、周围加固土体弹性模量的增大而减小。导洞宽度对地表沉降的影响可以分为三个区域,即明显区、微弱区、显著区,在选择洞口开挖宽度时,为控制地表沉降的同时兼顾施工便利性,可在导洞宽度对地表沉降影响的微弱区选择;超过一定高度的导洞需要采取一定的加固措施,防止地面沉降过大;当导洞埋深较小,要注意采取防护措施,防止对地表的影响过大;增加导洞的壁厚,可以较为有效地控制地表路面的沉降,当壁厚增加的一定的程度时,一味的增加导洞壁厚,对控制地表沉降影响相当小。
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