小净距地铁隧道盾构施工对地表沉降和既有隧道受力性能的影响研究

• 作 者: 林木泉
• 出 处: 福建农林大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 小净距盾构隧道 地表沉降 管片应力及变形 数值模拟 防护措施

本文以福州地铁6号线莲花站到出入段线穿越沙京站~莲花站既有区间段为工程背景,研究了小净距地铁隧道盾构施工时净距、等代层弹性模量、荷载释放系数对既有隧道及其上方地表的影响规律,以期提出合理的施工参数以及施工防护措施,减小近接地铁隧道盾构施工的影响。本文开展了有关小净距地铁隧道盾构施工影响的研究,主要工作及成果如下:1)结合背景工程概况,利用Midas/GTS建立有限元模型进行盾构隧道开挖过程的三维动态模拟。分析实际工况下有限元模型的计算结果,对比现场变形监测中的地表沉降及管片变形、应力变化规律,验证模型可靠性及模型参数取值的合理性,必要时根据实测成果对模型参数做出相应的调整。2)建立左右并行和上下重叠的小净距隧道的三维有限元模型,对净距、等代层弹性模量、荷载释放系数三个因素进行参数分析,获得包括在建隧道施工引起的地表沉降横向分布、既有隧道变形和应力的变化规律。以地表最大沉降为评价标准,利用极差分析法对净距、等代层弹性模量、荷载释放系数进行敏感性评价,得到影响敏感度:净距<等代层弹性模量<荷载释放系数这一初步结论。3)根据极差分析得到的结论提出相应的小净距盾构隧道施工防护措施,如盾构机施工参数的及时控制调整、钢环预加固既有隧道管片、加固围岩和中夹岩柱以及加强施工前后的实时动态监测来减小地层和结构变形,为后续该工程的施工提出建议。同时,也为今后类似工况下的小净距盾构隧道施工提供一定的借鉴与参考。