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沉降控制——原理与案例 沉降控制——原理与案例 1、前言 2、地基沉降（或隆起）的原因与发生机理 3、地基变形的规律 4、防止地基变形的措施和施工实例 5、几点体会 沉降控制——原理与案例 １、前言 近几年来，我国城市轨道交通（地铁）建设的发展十分迅猛。地铁隧道的施工工法有明挖法、矿山法和盾构法等工法。盾构法具有施工速度快、地基沉降变形小等特点。随着盾构法隧道施工技术的发展和人们对盾构隧道施工工法的认识的加深，盾构隧道施工法正日益得到广泛的使用,仅广州地铁三号线就投入了21台次盾构施工，四号线投入了12台次盾构机施工，地铁五号线投入了18台盾构机施工，六号线将投入16台次施工。 盾构法施工产生变形（沉降或隆起）是不可避免的，因而其沉降控制的重要性就不言而喻了。由盾构施工所导致的地基变形的大小，因线路、覆土厚度、盾尾空隙量等设计条件、地基条件而异。但是，通过选择适当的施工方法和加强施工管理，一般可以把地基变形控制在最小限度以内。为此，应选择适合地基并具有开挖面稳定装置的盾构型式，进行认真的推进管理，同时妥当地进行一次衬砌、壁后注浆，做好施工地基变形控制。 右线隧道（先行隧道） 图3.2 某区间横断面沉降曲线图 其影响范围大致保持以盾构下端处起的仰角45°＋φ/2扩散区域内（其中φ为土体的内摩擦角，砂土的内摩擦角变化范围28~40° ，粘性土的内摩擦角变化范围0~30 ° ）。 一般情况下，影响范围考虑仰角45°即可。 4．8．2 广州地铁二号线赤～鹭区间盾构隧道施工沉降控制 赤～鹭区间盾构隧道由两条并行单线隧道组成，左右线隧道总长4342.3m，线间距8～12m，隧道埋深8～14m，采用两台德国海瑞克公司生产的土压平衡式盾构（EPB）机施工，实行盾尾同步注浆（砂浆）。隧道洞身穿越的岩土层以II（ 〈4〉、 〈5〉）、III（ 〈6〉、 〈7〉）类围岩为主，局部为IV（ 〈8〉）、V（ 〈9〉）类围岩。上覆岩土层从上到下主要为：松散、稍湿的人工杂填土层〈1〉；可塑～硬塑状，粘性强的粘性土及粉土〈4〉；可塑状态的粉质粘土和稍密状的粉土〈5-1〉；硬塑～坚硬状的粉质粘土及呈中密～密实状粘土〈5-2〉；较密实、坚硬、含少量砾石的岩石全风化带〈6〉；强风化的砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩〈7〉等。地下水为平均埋深1.75m。区间线路基本沿新港中路（城市交通主干道）两侧非机动车道下通过，隧道上方路面交通繁忙， 道路两侧地下管线和地面建筑物众多。隧道常常需在建(构)筑物基础下方或侧面通过，其中，新南方购物中心（为7层钢筋混凝土结构，柱下独立天然基础，基础埋深1.8m～2.1m）基础底部距隧道最近距离仅7.79m，客村立交桥(该桥为3层钢筋混凝土结构)桥基(为钻孔灌注桩)侧面距隧道最近距离仅0.9m。 赤～鹭区间地面通视条件较好，便于监测布点，采集数据，实行信息化施工。施工中基本上是沿隧道中线上方每隔5m布设一个沉降观测点，每隔20m建立一个垂直于隧道中线的监测横断面，并以隧道中线为中心在地面上均布5个（每条隧道）间距5m的沉降监测点。施工中，充分利用监测数据指导施工，采取了敞开模式、半敞开模式和土压平衡模式掘进。在存在软弱地层且周边环境对地面沉降要求较高时，采用土压平衡（P1 ＝k0×γ×h=0.39×14×20=117KN/㎡=1.17kg/㎝2,实际操作时P1在1.0～1.5 kg/㎝2，根据地面监测情况进行及时调整）模式掘进。从实践结果看（赤～客区间沉降监测数据统计值），沉隆值控制在＋10mm～－30mm的占93.41%，隆起量大于10mm占0.36%，沉降量大于30mm的占6.23%，平均沉降量为14.2mm，取得了比较满意的效果，基本达到了预期的目的。其中，过重要建筑物的控制值都很好，如过新南方购物中心，采取土压平衡模式掘进，快速通过（8环/天左右的速度），及时、足量进行盾尾同步注浆，最终沉降控制在6mm以内，隆起2mm以内；同样，通过客村立交桥的最终沉降控制在5mm以内，取得了令人满意的效果。但是，在过非重要建（构）筑物时，也出现过沉降超限现象，其中造成不良影响的主要有两次， 〈1〉地层。这主要是由于该处地层较软，在盾构始发试掘进阶段，注浆参数没调好，注浆系统不正常，出现堵管，未能及时、足量注浆并保证注浆质量而造成的。通过采取从地面注双液浆和洞内二次注浆等手段，控制了沉降的发展。 图4.8.4-1 淋沙涌地质横断面图 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011