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地铁施工过程中地基沉降变形对环境影响研究

发布时间:2009年10月14日 点击数: 字号:
研究起止日期:   成果水平:  
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成果主要完成人员名单:   成果验收日期:  
成果体现形式:   研究形式:  
知识产权形式:   应用情况:  
知识产权内容:  
第一完成单位情况:  
转让意向与范围:   推广形式:  
成果简介
  

我国城市化高速发展,带动了各大城市大规模开展地铁建设,同时带来了对地铁施工周边环境。严峻课题,需要人们在实践中不断克服出现的新的挑战和问题,该课题以北京十号线为研究实例,北京地区隧道施工实测资料详细分析的基础上,总结了评价隧道施工对邻近建筑物影响的方法、施工对周边环境的影响规律,以及减少地铁施工过程中地基沉降变形对环境的影响所应采取的具体措施和控制标准。

该课题采用数值模拟和工程实测相结合的方法进行统计分析,使修正后的数值分析方法与工程实测统计结果相吻合。

技术特点:

1、根据实测数据的统计,由于地层条件及地表环境的不同,实测数据与利用Peck公式获得的预测曲线并不十分吻合。对于北京地区,根据Peck公式预测地表沉降规律时,必须根据实测数据,经过统计进行修正。

2、采用FLAC3D大型岩土工程分析软件进行该类地下工程的施工过程和变形规律研究是可行的,并且结合实际监测资料可较准确地反映地铁隧道开挖对周边环境的影响规律。

3、地铁隧道施工引发的周边建(构)筑物地基和地面变形规律是复杂多样的,其主要影响因包括:隧道埋深、隧道尺寸(如直径)与形状、土层结构与岩土性质、上覆建筑物基础形式,以及随道施工工艺与参数等等。

4、地铁施工引起地表及邻近建筑物沉降变形的控制技术措施,包括地层加固措施、邻近建(构)建筑物加固措施、地铁隧道施工参数优化和监控量测分析4个方面。其中,对于地层加固措施,通过对几种不同加固方法的计算对比表明,加固效果从优至劣依次为:地下连续墙、隔离桩(混凝土灌注桩)、旋喷桩和注浆加固。地下连续墙的加固效果最佳,可有效控制基础沉降和倾斜变形。

5、地铁隧道施工引发周边建(构)筑物变形的控制,应根据隧道埋深、直径、施工工艺、土层结构、建(构)筑物原有的变形现状等进行综合分析,针对不同的建筑物基础形式和建筑物类型确控制标准。地铁开挖引发地基附加变形与原有的地基变形的累计变形量必须小于地基变形允许值,符合国家和地区规范。

6、拟施工的地铁隧道周边存在地下管线,必须在施工前进行地下管线的现状调查,主要包括地下管浅的类型、管线与隧道的相对位置、管线的埋深、直径、材质、埋设年代、构造、接头形式以及其相关资料等。建议采用3个变形参数进行控制,即管线的接头转角、水平变形和管线弯曲度。其中,管线弯曲度是指管线单位长度的最大挠度。

技术的成熟程度,适用范围和安全性:

该项目研究成果的应用产生的经济和社会效益均很大。该项研究成果可以解决目前制约地铁建设的几个技术难题,满足周边建(构)筑物长期正常安全使用,提高地铁施工期间建(构)筑物使用功能和环境质量,因此其经济和社会效益均很大。