鄭州地鐵淺埋暗挖通道的地面變形規(guī)律研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，越來越多的人涌入大城市，特別是北京、上海、廣州、深圳等一線城市和省會城市，這直接導(dǎo)致了城市道路的擁堵，因此越來越多的城市開始修建地鐵，以緩解交通壓力。淺埋暗挖法作為地鐵施工的主要施工手段之一，由于不需要對施工場地周邊建筑物拆遷、對地面交通干擾較少、而且成本較低，因此在地鐵建設(shè)過程中被廣泛應(yīng)用。但淺埋暗挖施工時(shí)仍會對地層產(chǎn)生擾動(dòng)，使地表和土層發(fā)生變形，嚴(yán)重時(shí)會使地下管線開裂、建筑物傾斜、地面不均勻沉降等，這些都會對

2、人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成影響，因此對淺埋暗挖通道在開挖時(shí)引起地面變形規(guī)律的研究是十分必要的。
　　鄭州軌道交通1號線二期新鄭州大學(xué)站1號、2號出入口淺埋暗挖通道由于施工場地周邊管線較多并且與通道距離較近，在通道開挖前無法使用大管棚進(jìn)行超前支護(hù)，因此提出使用超前小導(dǎo)管注漿技術(shù)代替大管棚進(jìn)行超前支護(hù)的方案，并且對通道開挖的整個(gè)過程進(jìn)行了監(jiān)控測量。本文主要進(jìn)行了兩方面的研究：一是采用 FLAC3D對超前小導(dǎo)管注漿前后淺埋暗挖通道的施工過程

3、進(jìn)行了模擬，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了鄭州地鐵淺埋暗挖通道施工時(shí)采用超前小導(dǎo)管注漿技術(shù)進(jìn)行超前支護(hù)的可行性，分析了施工過程中地面變形特點(diǎn)和變化規(guī)律；二是統(tǒng)計(jì)淺埋暗挖通道頂部交通量，并且對車輛通過通道時(shí)的加速度進(jìn)行實(shí)測，采用 FLAC3D軟件對交通荷載作用下淺埋暗挖通道的地面變形規(guī)律進(jìn)行模擬，并與靜荷載作用下的結(jié)果、實(shí)測數(shù)據(jù)對比，分析了交通荷載對于淺埋暗挖通道的影響。本文主要得到了以下結(jié)論：
　?。?）通過對實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，

4、得到施工過程引起的地表沉降變化規(guī)律基本是按照微小沉降階段→急劇沉降階段→緩慢沉降階段→沉降穩(wěn)定階段變化的，并且施工過程中地表的累計(jì)沉降量和沉降速率均未超出預(yù)警值，表明鄭州地鐵施工時(shí)采用超前小導(dǎo)管注漿技術(shù)作為淺埋暗挖通道的超前支護(hù)是可行的。
　　（2）采用 FLAC3D對超前小導(dǎo)管注漿前后淺埋暗挖的施工過程進(jìn)行了模擬，對DB1橫斷面進(jìn)行分析，得到采用超前小導(dǎo)管注漿對地層加固后地表最大沉降為-3.81mm，未進(jìn)行小導(dǎo)管注漿的地表最大沉

5、降-5.67mm，前者減小了1.86mm，是加固前地表最大沉降的32.8％，對工程實(shí)例的結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，說明了超前小導(dǎo)管注漿能夠明顯降低地表沉降，可以在鄭州地鐵施工時(shí)代替大管棚作為超前支護(hù)。
　?。?）首先對1號出入口淺埋暗挖通道上部交通流量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，然后用數(shù)據(jù)采集儀實(shí)測了重車（包含公交車、水泥攪拌車、碴土車等）等引起的地表和通道頂部加速度時(shí)程曲線，將車輛動(dòng)荷載簡化處理為能反映車輛荷載周期特點(diǎn)、行車速度影響、以及幾何不平順性質(zhì)的

6、類似激振的形式，并用 FLAC3D對地表和通道頂部的加速度進(jìn)行了數(shù)值模擬，驗(yàn)證了動(dòng)載模型的合理性。
　?。?）采用FLAC3D軟件對施工階段各個(gè)工況重車動(dòng)荷載引起的地表變形進(jìn)行了數(shù)值模擬，并與靜載模擬結(jié)果和實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)（不考慮重車動(dòng)載）進(jìn)行了對比，結(jié)果表明，考慮重車動(dòng)載沉降的最大值比靜載模擬結(jié)果和實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)增大了16.3%，說明重車荷載會對地表沉降產(chǎn)生較大的影響，因此鄭州地鐵進(jìn)行淺埋暗挖施工時(shí)應(yīng)該考慮重車荷載的影響，可作為今后類