地铁横通道施工引起地表沉降研究分析

发布时间：2020-07-12 17:52

【摘要】：城市地铁建设是对城市地下空间进行大范围的开发,地下工程施工难度大、风险高是施工中面临的严峻问题,地铁隧道的开挖必将对地下土体产生扰动,使其失去原有平衡,造成不同程度的地表沉降,在施工过程中要进行现场实时监测,反映地表的沉降情况,及时调整施工措施,保障施工安全。本文以北京地铁19号线03标段积水潭站横通道为施工背景,通过Midas gts/nx软件模拟实际工况施工引起的地表沉降,并与现场地表沉降的实测数据进行比对分析,得出如下几点结论。(1)地表沉降速率变化主要分为以下几个阶段,即“缓慢沉降—急剧沉降阶段”、“急剧沉降阶段”、“急剧沉降—缓慢沉降阶段”、“稳定阶段”。(2)横通道在开挖的过程中,上导洞上台阶开挖引起的沉降值较大,约占最终沉降量的一半,上导洞下台阶的开挖产生的沉降值约为最终沉降量的四分之一,下导洞开挖产生的沉降量相对较小。(3)横通道正上方的地表点沉降值最大,随着距离隧道中轴线的距离增大沉降值逐渐减小,最后趋近于零。(4)横通道马头门的破除及马头门附近的掘进施工对地表的沉降影响较大,在实际使用过程中应做好超前注浆,及时进行初期支护,加大施工监测频率,保证施工安全。(5)本文对横通道拱顶沉降进行分析并与地表沉降测点形成对比,由于施工过程中背后注浆及其他原因,拱顶沉降值大于地表沉降值(6)注浆加固措施在整个施工过程中起到了很重要的作用,有效的减小了施工过程中的地表沉降。在进行超前注浆加固及初期支护后的背后注浆加固的过程中,要严格控制注浆压力及注浆量。通过数值模拟结果与现场实测数据的比较分析,得到施工各阶段地表沉降规律,对实际工程的各个环节提供指导性建议,确保施工的安全性。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U231.3;P642.26
【图文】：

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图 1-1 地表横向沉降槽示意图S(x) = Smaxexp ( )S(x) = √ .式中：S(x)—距离隧道中心线 x 处的地表沉降值（mm）；Smax—隧道中心线上地表最大沉降值（mm）；i—地表沉降槽宽度系数（mm）；—单位长度地层损失体积（m3/m）。由上述公式可知，在一项工程中，由于隧道开挖直径及隧道上方地表埋固定不变的，因此地表沉降与地层损失率 Vi、地表沉降槽宽度系数 i 密切相Vi决定地表沉降总量的大小，i 决定沉降槽的曲线形状。国内外很多学者针层损失率、地表沉降槽宽度系数对地表沉降的影响做了总结分析。

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周边环境主要涉及新华百货商场、积水潭桥、二环辅路，施工中，采取布设监测点，监控建（构）筑及地面沉降变形。施工横通道周边环境平面图见图2-2，剖面位置图见图2-3。图2-2施工横通道周边环境平面

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