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  • 城市隧道施工引起的地层变形规律及控制方法分析

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2020-02-05

    城市隧道施工引起的地层变形规律及控制方法分析摘要:随着我国城市化和城市建设的不断推进,地铁、市政公路隧道等轨道交通在城市中大量发展。轨道交通作为缓解城市交通拥堵的一项重要工程,已经引起了各个建设部门的高度重视。 大规模的城市轨道交通建设主要是在一线城市开始的,如北上官g。大型地铁建设不可避免地会给沿线的人和环境带来危害,导致地层变形,导致地表建筑物不均匀沉降和开裂,地下管线开裂等。 如果施工不当,可能会发生工程事故,甚至人员伤亡。 因此,在地层缺陷的影响下,研究城市隧道施工引起的地层变形规律和控制方法已成为当前城市轨道交通建设中一个必要的研究课题。

    关键词:城市隧道建设;地层变形规律;控制方法;

    随着城市化进程的加快和农民工的急剧增加,城市交通面临着巨大的压力。交通问题已经成为制约城市经济发展的重要因素,也是影响正常社会秩序的社会问题。 以地铁建设为代表的交通建设已采取有效措施解决交通拥堵,方便居民出行,加快城市建设。 然而,在解决问题的同时,地铁建设和运营过程中经常会发生事故。国内外对地铁的研究表明,地铁的建设和运营会对沿线地层造成扰动,从而引发各种地层运动事故。 城市地铁沿线有许多建筑物,事故更有可能发生在埋深较浅的地方。

    一、地层缺陷及其影响分析

    21世纪,中国城市经济快速发展,城市建设步伐加快,大中城市正在大规模修建地铁,以解决城市交通拥堵问题。地铁项目受多种因素影响,不仅涉及面广,而且难度极大。 隧道施工过程中经常发生负面影响,安全事故频繁发生。通过专家的分析研究,发现这些事故的原因大致可分为:不良地层、管道断裂、地层中不良地质体、施工管理等问题。 在城市隧道建设过程中,管道断裂和地层中不良地质体的比例最大。 俄罗斯和日本已经解决了由于底层缺陷造成的隧道施工的不利影响。研究人员不仅需要分析城市隧道施工引起的地层变形规律,还需要提高施工管理水平,妥善控制地层变形。

    城市隧道施工中的地层缺陷可分为两大类。一是一些建筑可以在现有环境中安全存在。然而,由于施工作业的影响,原本地下缺乏一定承载力的建筑物在周边施工后承载力较弱,最终导致地层坍塌 第二,由于自然条件的影响,隧道沿线的地质体施工变得软弱无力,导致不连续等缺陷。 例如,一些土体,如熔岩洞和土洞,具有相对较弱的自稳定能力。除了常年降雨天气的侵蚀,它们变成了空洞穴,这是自然原因造成的 人们的生产生活和施工后的维护也很重要。例如,在许多地方,由于缺乏水资源,地下水的开采不受控制,最终导致地层固结和分层。雨水和沙尘暴将在施工过程中带走沙子和沙子,并不可避免地形成空孔。

    二。城市隧道施工引起的地层变形规律在实际隧道施工过程中,隧道的相对位置和尺寸以及空隧道对隧道施工的影响有很大差异。两者对围岩稳定性有显着影响 需要对地层变形规律变化和破坏的影响以及沿线不利位置的变化进行分析和研究。

    通过分析城市地铁建设对空孔分布和尺寸的影响,找出地层变形规律。 在国内外隧道工程领域,目前研究中普遍采用数值计算理论,包括三种方法:连通介质微分法、连续介质微分法和非连通介质微分法。长期以来,连续介质微分法在这三项研究中相对成熟,因为这种方法可以按时间或空进行细分

    施工过程中隧道开挖对福建空隧道岩土造成干扰,导致施工过程中利润释放率增加。隧道周围出现一定范围的屈服邻近带,并深入围岩,在土质较弱的地区加快了空隧道的速度,从而改变了隧道的破坏模式

    3。地层变形引起结构损伤的主要形式

    就范围和程度而言,建筑物的损害可分为直接损害和间接损害,分别针对隧道施工主要影响范围内外的情况。 从能量的角度来看,隧道开挖引起基础支撑损失和基础反力变形,进而在上部结构中发生应力重分布。首先,在薄弱环节形成能量积累和应力集中,最后发生破坏(如墙体开裂、破碎或扭曲)。破坏的结果是能量释放的过程。地层和建筑物在反复的能量积累和耗散过程中一直在寻求平衡,长期发展的结果是,由于结构破坏加剧,安全性受到很大影响甚至丧失。

    通过大量工程实例的归纳和分析,建筑物的位移破坏模式主要表现为整体沉降(均匀和不均匀)、倾斜和结构开裂等。其中,不均匀沉降和结构裂缝的发生机理较为复杂,是地层各种变形综合作用的结果,地层过度不均匀沉降是主要原因。

    3.1建筑物的整体沉降

    隧道开挖形成的地表沉降槽中心沉降最大,两侧沉降逐渐减小,因此无论沉降槽位于何处,地面建筑物都不可避免地会受到不均匀沉降的影响。 但是,在地表沉降槽两侧的反向弯曲点之间,特别是对于沉降槽底部整体性好的建筑物,隧道开挖地层的倾斜和曲率等不均匀沉降特征在结构中并不明显。总体而言,建筑物变形相对一致,开裂和破坏现象相对较少,主要表现为整体沉降大致均匀。 目前,最普遍的看法是,整体沉降不会对建筑物造成损害,也不会对建筑物的稳定性和使用条件产生很大影响,但事实上,过度的整体沉降对建筑物和隧道结构安全的破坏性影响是不可忽视的。

    3.2建筑物倾斜

    与均匀沉降相比,建筑物对不均匀沉降更为敏感,经常遭受倾斜或开裂破坏。 基础两端沿纵墙的差异沉降反映了建筑物的倾斜。建筑的整体刚度越大,开裂程度越轻。当刚度达到一定水平时,只考虑整体倾角。对于长度和高度相对较小的高层建筑,倾倒的趋势更可能是由于过大的附加扭矩。

    3.3建筑结构开裂

    建筑物中由于结构关键部分的不均匀沉降、表面曲率和水平变形而产生的结构裂缝的出现和发展,导致墙体中额外的拉伸剪切应力过大,是结构损坏的前兆和视觉表现。 挖掘隧道时,建筑物的开裂损坏通常是不可避免的。建筑物的尺寸越大,结构刚度越小,就越有可能出现开裂破坏现象,特别是在砌体承重墙或填充砌体的框架墙中。

    地层变形控制

    隧道工程开挖引起的地层变形首先以空孔为中心沿隧道逐渐延伸,并与隧道塑性区相连 在施工和控制过程中,应以缺陷为核心,施工前进行超前检测,然后对空隧道中的缺陷进行处理,以减轻隧道渐近线的破坏过程。

    4.1高级检测

    高级检测分为直接检测和间接检测。直接超前探测是地质方法和钻探方法,而间接地形是通过地面电测深和地面浅层地震方法等物理技术探测的。 目前,间接检测被广泛应用。 对于隧道施工中的超前探测,如果采用地震反射法,成本会很高,对周围环境影响很大,一般很少使用。 红外水分检测技术虽然可以掌握围岩的含水量,但不能检测准确的距离,对环境要求高,不常用。 地质雷达方法成本相对较低,探测精度高,对周围环境影响小,因此被广泛应用。对于特殊地质,可采用适当的方法减少缺陷处理。

    4.2缺陷处理

    缺陷处理的方法通常是填充、隔离和加固周围的土壤 通常,缺陷处理的辅助方法是灌浆。具体施工过程包括填筑、压实、渗透等。灌浆方法有很多。根据施工工艺,可分为充填灌浆、压实灌浆、渗透灌浆等。不同的灌浆方法可用于不同的环节。

    结论:综上所述,虽然城市隧道施工过程中存在诸多缺陷,但只要在施工前进行检测,并根据检测情况分析具体地质条件,及时处理和控制缺陷,及时有效地遏制地层沉降和破坏,就可以在很大程度上控制和减少风险事故的发生,保证隧道施工的安全顺利进行。

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