地鐵施工對管線的影響.doc

地鐵施工對管線的影響 ，該論文關(guān)于理工,建筑,道路,橋梁,公路,機(jī)械。
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地鐵施工對管線的影響 　　 　　摘　要:隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)-土體三維有限元分析模型計算與施工監(jiān)控量測相結(jié)合,分析北京地鐵4號線黃莊站施工對地下管線的影響,并根據(jù)有關(guān)管線安全性的評價標(biāo)準(zhǔn)分析和預(yù)測地下管線的安全性。
采用等效方法模擬鋼架、錨桿;采用能承受軸彎性能的空間等參殼單元模擬初期支護(hù)及臨時結(jié)構(gòu);采用遵循有限變形理想彈塑性本構(gòu)關(guān)系和Drucker-Prager屈服準(zhǔn)則的空間等參實體單元,模擬二次襯砌和圍巖。
數(shù)值模擬計算結(jié)果表明,開挖完成后的最大地表沉降預(yù)測值為121.63mm,不超過127.27mm的管線安全性要求,管節(jié)差異沉降亦不超過控制標(biāo)準(zhǔn)。
但由于黃莊站地層存在著比較多的空洞,且地層富水和管線下漏水,因此為保證管線的正常使用,仍須采取措施控制地表沉降。
關(guān)鍵詞:地鐵隧道;地表沉降;有限元分析;地下管線;數(shù)值模擬 　　 　　 　　 　　目前,國內(nèi)針對隧道施工引起管線受力和變形的三維分析研究還很少,文獻(xiàn)[1]和文獻(xiàn)[2]進(jìn)行了深基坑工程開挖對地下混凝土管線進(jìn)行保護(hù)方面的三維分析,文獻(xiàn)[3]對埋設(shè)鑄鐵管道進(jìn)行了理論方面的分析。
為了確定鄰近管線在地鐵施工中是否需要采取保護(hù)措施及具體使用哪些措施,必須對已有地下管線產(chǎn)生的變形和受力狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測,定量掌握受影響的程度。
　　 　　1　工程概況 　　 　　北京地鐵四號線黃莊站位于海淀區(qū)中關(guān)村大街與知春路、海淀南路的十字交叉路口處,是四號線和十號線的交叉換乘車站。
車站位于中關(guān)村大街道路下,橫跨知春路大街,起止里程為K20+383.863-K20+600.463,長度為216.6m,平面示意圖如圖1所示。
車站主體雙層暗挖段采用上、下四導(dǎo)洞的洞樁(柱)法施工。
施工導(dǎo)洞初期支護(hù)均為馬蹄形暗挖結(jié)構(gòu),導(dǎo)洞開挖斷面為10.820m×6.072m。
下導(dǎo)洞采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖,上導(dǎo)洞采用CRD法施工。
受施工影響較大的主要是與四號線平行的承插式鑄鐵上水管線(直徑800mm,埋深1.5m),參見圖2。
　　 　　四號線主體暗挖地質(zhì)土層以粉土、中粗砂、卵石為主,局部夾透鏡體,上層滯水和存在的潛水為影響土體暗挖的主要因素。
　　 　　2　隧道施工監(jiān)控量測分析 　　 　　地表沉降監(jiān)測斷面間距10m,每個斷面布設(shè)3個測點(diǎn),如圖3所示。
監(jiān)測斷面DBCJ4-19沉降時態(tài)曲線如圖4所示。
與對應(yīng)的工況進(jìn)行綜合分析,沉降和導(dǎo)洞施工存在如下關(guān)系。
　　 　　1)導(dǎo)洞一的1,3部和導(dǎo)洞二的2,4部單獨(dú)施工時(5,6部未施工),相當(dāng)于每個獨(dú)立的小導(dǎo)洞施工,l和3部(2和4部)之間相距較短,存在群洞效應(yīng),沉降速率大。
　　 　　2)對導(dǎo)洞一和導(dǎo)洞二來說,5和6部施工后加快了沉降的發(fā)展。
　　 　　3)對DBCJ4-19斷面的3個測點(diǎn)來說,DB-CJ4-19-2位于四號線未施工的車站中拱上方,沒有兩側(cè)導(dǎo)洞上方的測點(diǎn)DBCJ4-19-1和DBCJ4-19-3受單邊導(dǎo)洞開挖的影響大,但是它同時受到左、右導(dǎo)洞施工的影響。
導(dǎo)洞一(三)開挖至DBCJ4-19斷面,而導(dǎo)洞二(四)未開挖到達(dá)該斷面時,測點(diǎn)DBCJ4-19-2的沉降速率小于測點(diǎn)DBCJ4-19-3但大于測點(diǎn)DBCJ4-19-1的沉降速率;當(dāng)導(dǎo)洞二(四)開挖到達(dá)該斷面時,則測點(diǎn)DBCJ4-19-2的沉降速率小于測點(diǎn)DBCJ4-19-1但大于測點(diǎn)DBCJ