地铁隧道施工对既有铁路路基稳定性影响分析论文_曾昭富

地铁隧道施工对既有铁路路基稳定性影响分析论文_曾昭富

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摘要:随着我国公路、铁路建设的飞速发展,隧道工程的建设也突飞猛进,不论是在山岭还是在城市,隧道作为一种便捷的交通构筑物,妻地位举足轻重。随着隧道工程的不断发展,其面临的函需解决的问是也同样增多。特别的,在城市隧道建设中,由于城市设施繁多,隧途开挖不可避免的会与其他建筑物、构筑物相互影响,随之带来一系歹工程难题。

关键词:地铁隧道施工;既有铁路;路基稳定性;影响分析

1研究目的和意义

早在20世纪甚至更早,城市建设主要是在地面向地上空间发展,经历几十年的不断发展,今天的城市己是人口密集,高楼林立,体育场、大剧院、立交桥等等各式各样的建筑物、构筑物随处可见。日益拥挤的地上空间己经不能满足人们建设更加美好生活环境的需求,地下空间的开发及地下工程的发展肖然兴起。特别是与人们生活息息相关的交通设施的建设,地上空间己经尽可能的利用,然而还是不能较好的解决交通拥堵的难题。因此,向地下空间发展交通设施是目前最有效最直接的措施。同时,这也可以有效的改善地面环境,提高城市空间质量等。

开展地下交通设施建设,最普遍的方式是隧道的开挖。然后在当今城市隧道开挖的过程中,由于城市基础设施建设的大力发展及日趋完善,城市隧道开挖面临的困难己远远高于普通隧道的开挖与支护,隧道开挖区域的房屋、桥梁、地下管线等等一系列既有建筑物、构筑物的存在,对城市隧道的开挖带来的影响是不容忽视的,同时,隧道开挖对既有建筑物、构筑物稳定性的影响也不能不给于考虑。

地下空间未知因素众多,城市隧道工程更加复杂。为节约建设成本和合理利用地下空间,城市地下隧道与既有建筑物、构筑物往往近距离交叉建设,其开挖和支护过程必然会引起地下岩体的的多次应力重分布,同时使得隧道结构自身的受力状态和邻近建筑物、构筑物的受力状态发生改变,进而使得需要对隧道及其周边建筑物、构筑物的稳定性重新进行分析和探讨。

把新修建的建筑物后者构筑物邻近既有的建筑物或者构筑物的施工,而该类施工可能会对既有的建筑物或者构筑物带来不利影响的工程,定义为近接工程。相关于近接隧道,或者相关于地下空间工程的工程统称为近接隧道及地下工程。在近接隧道及相应的地下工程开挖、建设过程中,最重要也最不容忽视的就是地下工程开挖对现有建筑物、构筑物产生的影响,以及其自身近接施工时的力学形变趋势。简单的说,就是获得隧道施工过程中的力学特性及形而通过一系列方法将不好的影响尽可能的降低。

2施工过程的风险分析

2.1风险的演化分析

地铁隧道在施工过程中通常风险变化阶段主要发生在FC段,这个阶段主要是单一的风险事件通过演化后形成2个或多个风险事件,在FC阶段中风险性质相对复杂,其危害也就逐渐变大,有时还会出现相关连锁性的影响;单个风险事件主要演化成为2个或2个以上的风险事件,根据不同风险的变化可分为蔓延、转换、衍生及耦合四种主要形式。在地铁隧道建设过程中,风险事件极易发生,从整个空间上讲风险事件的区域逐渐增大,而从时间角度讲风险事件有一定的间歇性及持续性。

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2.2风险形成的机理

在开挖地铁隧道时,岩土材料基本保持其完整性,但是在开挖过程中由于各种机械设备的影响造成土层松动,这样使岩土材料中的平衡受到干扰,其土层影响到土体结构、含水量和空隙率、土体的主要应力—土体的应变力、土体的各种化学元素等。在外界受到影响时可以将其相关影响视为积极影响,即机械的振动主要是为了保证工程进度,而消极影响将会为整个隧道施工造成干扰。早在1974年时,有关学者提出扰动状态概念,为了进一步分析扰动状态概念,领域专家提出统一建模的思想。在此过程中使用DSC理论简单论述地铁隧道在开挖过程中风险产生的主要原因,这也是DSC基本思想理念的体现。当岩土层承受较大的外界载荷时土层结构会受到不同程度的影响,这主要是由于外界载荷的扰动影响所形成。土层中的内部结构主要是从微观结构演变,再经过连续性、随机性和自觉性的演变后形成一体化的调整状态。

3地铁隧道施工对既有铁路稳定性影响的处理措施

3.1加固与安全措施

地铁隧道施工会对既有铁路产生多方面的影响,如不采取加固措施,就会导致路基或轨道变形,通常情况下,从路基主动加固和线路加固两方面进行,线路加固主要是架设施工桥梁,路基加固主要是桩板联合加固。

3.2同步充填注浆和洞内二次注浆

做好同步压浆,充分填充隧道空隙,加大压浆量,确保地层间的建筑孔隙都被填充满;做好盾尾的密封工作。洞内二次压浆,减少地表的沉降现象,通常在盾构完成拼装约10环处,进行二次注浆,主要是为了弥补之前注浆量不足。注浆压力、浆液比例及注浆时间根据具体的施工情况和施工周围的地质条件而定。

3.3掘进参数的调整与优化

3.4施工组织措施

首先要确定合理的施工方法,在施工之前需进行施工环境勘测,分析施工地的地质条件。其次,及时与铁路部门联系,根据施工方法,减小既有铁路运输速度,做好施工前的准备工作,确保施工对既有铁路地基稳定性的影响降到最低。第三,做好勘探工作,了解施工现场地质及设施情况,在穿越工程中,详细的勘探施工地段地下范围,摸清地下障碍,避免出现施工事故,排除穿越过程中的意外,确保隧道的安全施工。第四,考虑到在地铁隧道开挖的过程中,上面仍有列车通过,会对铁路路基产生影响,因此,采用加强型管片,减小影响。第五,定期检测和维护隧道施工设备,在施工前,做好设备的检修工作,确保隧道可以进行连续的施工,同时做好设备的维护工作,确保设备的正常使用。第六,做好施工全程监控,由于地铁隧道施工受到多方面因素的影响,一旦某一方面出现问题,如未及时发现,就会对铁路线路的正常运营与安全带来影响。实行信息化施工,施工过程中做好系统、全面的跟踪测量,根据检测结果及时调整施工参数,合理选择施工参数,保持开挖掌子面稳定,减少地层损失。

结束语

总而言之,文章首先对地铁施工过程中所遇到的各种风险进行了系统性的分析及叙述,随后对各个风险形式产生的原因进行了研究,从中提出了相应的解决办法,为降低地铁隧道建设过程中风险发生率提供一定的参考。

参考文献:

[1]DG/TJ08-2041-2008地铁隧道工程盾构施工技术规程[S].

[2]吴艳霞.青岛地铁隧道施工引起地面沉降对建筑物影响规律与防治研究[D].青岛:青岛理工大学,2012.

[3]彭诚.地铁隧道盾构施工引起土体附加应力及地表沉降研究[D].长沙:中南大学,2014.

论文作者:曾昭富

论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期

论文发表时间:2018/7/9

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