厚填土泥岩地层盾构施工诱发的周边建筑物、构筑物变形规律研究

发表时间:2018/3/28   来源:《基层建设》2017年第36期   作者:张睿1 刘健2 潘洪义3 蒋翔4
[导读] 摘要:南宁地铁1号线某区间盾构穿越地层为厚填土地层和泥岩地层,在厚填土地层和泥岩地层中盾构施工时,对建筑物、构筑物沉降影响的分析与控制成为研究要点。

        南宁轨道交通集团有限责任公司;北京城建勘测设计研究院有限责任公司
        摘要:南宁地铁1号线某区间盾构穿越地层为厚填土地层和泥岩地层,在厚填土地层和泥岩地层中盾构施工时,对建筑物、构筑物沉降影响的分析与控制成为研究要点。
        关键词:盾构施工;泥岩;厚填土
        一、绪论
        我国目前处于快速的城市化进展中,城市交通拥堵成为城市发展的难题,地铁极大的改善了城市的交通运输状况。然而在有些城市,地铁后于城市发展,往往地铁盾构施工过程中会穿越城市的既有城区,城区内建筑物、构筑物分布密集,需要对建筑物、构筑物因盾构施工所受到的变形影响作出研究分析,对变形影响风险进行把控。南宁地铁1号线某区间盾构穿越地层为厚填土地层和泥岩地层,在厚填土地层和泥岩地层中盾构施工时,对建筑物、构筑物沉降影响的分析与控制成为研究要点。
        本论文以南宁地铁1号线某区间为研究目标,主要是为了研究隧道盾构施工穿越厚填土层、泥岩层时对隧道临近立交桩基及隧道周围管线的沉降变化规律。
        二、工程概况
        1、工程背景
        南宁地铁1号线某区间沿民族大道布设,民族大道道路红线宽60m~76m,道路两侧建筑物较多,均距离隧道较远。道路中间有一处立交,区间近距离从桥桩侧方穿过,最近水平距离4.67m。
        本区间隧道为两条单洞单线圆形盾构隧道,曲线半径为650m;线路埋深12.51m~19.41m之间;线路自某为上坡,最大坡度为24.335‰。
        2、地形地貌
        南宁市地形是以邕江宽广河谷为中心的盆地形态。地貌形态按《广西壮族自治区南宁市地质系列图集》地貌及外动力地质现象分布图区分,勘察范围属剥蚀丘陵地貌垄状高丘亚区(Ⅱ3),场地内地势成西低东高,覆盖层为第四系坡残积土层为主,其下为古近系半成岩碎屑岩类;为泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和粉砂岩,以互层方式分布。
        本区间主要穿越地层为素填土层、粘土层、泥岩层、粉砂岩层,隧道底部局部穿越素填土层、泥岩层、粉砂岩层。
        三、变形分析
        1、建筑物沉降分析
        隧道倾斜穿过立交桥,桩基处各布置四个监测点。由于先施工左侧隧道,因此立交桥左侧桩基变化比右侧明显。
        隧道穿过立交桥过程中,隧道断面内径2.7m,外径3.0m距离桩体最近处为4.7m,桩体主要变形与隧道盾构施工有关,以下主要从盾构掘进速率及掘进工序分析其变形。


        如图3.4所示,管线位移隆起值最大0mm,沉降量最大8mm,管线位移变化满足10—30mm变化量,7月份管线变形趋于稳定,但10月份管线变形不稳定,分析可能由于盾构掘进速率不当造成,管线整体变形满足要求。10月整体管线位移大于7月是由于7月以后右侧隧道开始掘进造成土体再次沉降。
        如图3.5所示,10月份右线隧道掘进时,雨水管沉降量再次增加,最大沉降量达到17mm,满足管线沉降值要求。但管线各点沉降量不均匀,需要严格控制盾构掘进速率,防治地层不均匀沉降导致管线变形严重。看出右线掘进时对左线地层的二次扰动使得沉降量急剧增加。
        四、结论
        隧道穿越立交时,其桩基整体变形为隆起,由于5月监测时左线隧道正在掘进,右线隧道还未施工,因此左线隧道变形整体大于右侧,但变形量满足要求。左线隧道变形大于右侧是由于右线隧道掘进时对左线桩基的二次扰动造成。
        雨水管在7月份时变形总体沉降量逐渐加大,是由于此时管线靠近左线隧道正在掘进,但是最大沉降量满足要求。10月份右侧隧道掘进时,管线变形逐渐趋于稳定,基本未产生不均匀变形。整体来看,10月掘进后管线沉降相比7月份明显增大,说明盾构右线掘进对土层的二次扰动加剧了管线的沉降。
        参考文献
        [1]王忠昶,王海涛. 地铁盾构双隧道施工诱发的地层变形规律分析[J].中国铁道科学,2013.5,1001~4632.
        [2]王丽,郑刚. 盾构法隧道施工对邻近摩擦单桩影响的研究[J].岩土力学,2011.8,1000~7598.
        [3]黄润秋,戚国庆. 地铁隧道盾构法施工对环境的影响研究[J].岩石力学与工程学报,2003.7,2464~2468.
        [4]陶连金,孙斌,李晓霖. 超近距离双孔并行盾构施工的相互影响分析[J].岩石力学与工程学报,2009.9,1000~6915.
        [5]《城市轨道交通岩土工程勘察规范》GB50307-2012.

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