地铁盾构对周围地下管线影响的研究现状和思考.pdfVIP

地铁盾构对周围地下管线影响的研究现状与思考 吴为义1，孙宇坤屹 (i．浙江大学．浙江杭州310027；2．浙江工业大学，浙江杭州310014) 摘要：作为城市生命线，盾构施工中不允许地下管线出现断裂、爆管、受损、运行不畅等危害。研究盾构隧道施工对 周围地下管线的影响，并据此对管线进行合理保护是地铁等隧道建设中面临的普遍任务。本文主要针对盾构掘进对周围 地下管线的影响的研究现状进行总结，分析了研究中的不足之处，并结合杭州地铁工程背景给出了进一步研究的具体建 议与思路。 关键词：盾构；地下管线；影响；现状；思考 1引言 北京、上海、天津、广州、深圳、南京等城市地铁已建成运营，正在进行后期地铁续建。此外，已通 过国家批准和正在筹建地铁的有杭州、武汉、长春、西安、大连等20多座城市。地铁建设将成为我国2l 世纪城市地下空间开发的重点内容。 地铁盾构等地下工程一般都处于市区，周围管线密布i以杭卅l市为例，武林广场地下通道暗挖工程就 发现30多种地下管线，共40多根，地铁试验段秋涛路站施工中也发现各类地下管线多达28根。工程实 践表明盾构在地下推进时地表会沉降或隆起，对地下管线而言土体变形过大将极易对弱电管线构成运行障 爆裂，路面上出现两处相距20m左右、面积达数十平方米的大坑。06年1月3日，该市地铁施工中又出现 道路沉陷、管道断裂、管线受损等事故。 地下管线作为城市的生命线，在盾构隧道施工中不允许出现断裂、爆管、受损、运行不畅等危害。为 避免出现此类危害，地铁施工中要么不遗余力地对盾构推进中的沿线管线进行全数迁移，如将地下自来水、 煤气管线改为地上，或暂时迁出盾构影响较大的区域等，要么对无法迁移的原有管线进行实时监测，并进 行预加固处理。很显然，这一方面要投入大量的人力、物力，大大增加了工程建设的成本，另一方面势必 影响到工程建设进度。因而，城市隧道建设中如何对地下管线进行保护是一项重要工作，研究隧道施工对 周围地下管线的影响，并据此分析如何对管线进行合理保护是地铁等隧道建设中面临的普遍任务。本文拟 对盾构掘进对周围地下管线的影响的研究现状进行总结，探讨研究中的不足之处，并结合杭州地铁工程背 景给出了进一步研究的具体思路，具有一定的理论意义与重要的实际价值。 2隧道掘进对周围地下管线影响研究的现状与不足 盾构等隧道掘进对周围管线的影响研究课题已经引起了国内外科研、设计、施工及管理部门的高度重 视，对此类问题开展了初步研究。总体来看，现有的研究成果较少，不很深入，大都为定性研究。 移。 作者简介：吴为义(1975)，男．安徽人，丁程师、博士生，丰要从事隧道rT程、市政工稃研究(E—mail：WUWolYi2002@163．c(，m)： }孙字坤(1976)。女。江苏人，讲师．博}．’杠．．}÷蕞从事地卜T程、结构1：烈研究(卜mHil：s．nvuktln@zju!．edu．on)． ·II．382 了管线处地层径向变形与轴向变形，进而计算了管线的应力、应变，给出了很多计算图表，可供计算参考。 Kristin 料工程技术参数，管线接头最大转角、允许弯曲应力等破坏判定指标。 ． 出了一些结论。 有限元分析模型，计算了地下管线垂直于隧道方向情况下的地下管线的沉降。 吴波(2003)等结合离心模型试验，模拟了台阶法、CRD四步工法隧道开挖对煤气管线的影响，计算了 管线的沉降及应力，给出了管线安全的判定标准。 彭基敏(2005)等考虑了土体、地下管线、盾壳以及衬砌的相互作用，用ANSYS软件模拟盾构推进对邻 近地下管线位移的影响，探讨了盾构刀盘推进力、盾构开挖面到地下管线不同距离、注浆程度等因素对地 下管线位移的影响。 李大勇(2005)等根据实测资料，认为隧道周围地下管线的横断面沉降基本呈正态曲线分布，与盾构掘 进引起的地表横向沉降槽相一致。在地下管线埋深较浅时，也可以地表沉降来代替地下管线的沉降。管线 在盾构掘进主要影响区内的管线沉降大，主影响区外沉降小。 从国内外研究现状看，盾构对周围地层的影响研究较多，成果较为丰富，而专门针对盾构隧道施工对 周围管线影响方面的研究成果较少，现有的研究成果大都为定性分析，主要存在以下不足： (1)对盾构掘进引起地下管线位移机理的研究不深，有些计算中以地表位移代替管线位移，造成偏差 很大。 (2)Wink