地下工程的特点.doc

1 城市地下工程主要特点与施工方法 　　 1．1.1 城市地下工程的主要特点 　　 随着国民经济的快速发展，城市地下工程进入了蓬勃发展阶段，预计21世纪初至中叶将是我国大规模建设地铁及其他地下工程的年代，与此相关，也会涌现出大量的岩土工程技术问题需要解决。特别是城市地下工程施工引起的地表沉降可能危及周边建(构)筑物和地下管线等的安全，造成严重的经济损失和社会影响。因此，如何在施工过程中防止坍塌，可靠地预测和有效地抑制施工引起的过大地表沉降，确保周边建(构)筑物和地下管线的安全，已成为城市地铁及其他地下工程建设中必须解决的一项重要课题。就地层软弱富水的复杂工程地质条件、暗挖结构呈洞群系统的复杂工程施工条件、近邻建(构)筑物和管线密布的复杂工程边界条件而言，其施工难度和风险极大，地表沉降机理及施工引起的地表沉降分布形态也极为复杂，国内外有关这方面的研究成果很少，薄弱的理论研究和蓬勃发展的此类工程实践是极不相称的。归纳起来，城市地下工程具有以下特点。 　　 1．地质条件差 　　 目前，我国城市地下工程埋深多在20m以内，而在此深度范围内大多为第四纪冲积或沉积层，或为全、强风化岩层，地层多松散无胶结，存在—卜层滞水或潜水。同时我国部分城市，如武汉、南京、杭州、上海等城市，部分区域承压水位高，承压水含水层顶板埋藏浅，对地下工程施工影响巨大。城市地下工程的基本特点是地质条件差(多数情况下富含地下水)，而在现阶段取得准确的地质及围岩力学参数和设计荷载参数等数据极其困难，给地下工程的结构设计与施工带来困难。 　　 2．周边环境复杂 　　 由于各种原因，城市地下工程的修建滞后于城市建设，尤其是城市地铁工程往往多建在建筑物已高度集中的地区，在城市道路下面及各种管线附近通过。施工往往引起地层变形和地表沉降。这些变形和沉降对邻近固有建(构)筑物和设施的损伤不可忽视。例如，施工将产生一定范围的地表沉降，当沉降达到临界值时，将会引起建筑物的倾斜、开裂等，严重的可导致建筑物功能丧失；城市中很多高层建筑采用的是桩基础，地下工程施工引起的地层移动会对桩基础施加轴向和侧 　　 向力，这种力将可能导致既有结构的损害。因此研究地下工程在施工过程中对周围环境的影响及其控制技术就显得尤为重要。 　　 3．结构埋深浅、与临近结构相互影响 　　 城市地下工程具有埋深浅的特点，多在3～20m间，城市地下的管网设施、商业街、停车场等构筑物鳞次栉比，相互影响，相互制约，给工程的修建带来众多设计与施工技术方面的特殊难题。例如，城市中的地铁工程一般都处在密集的建筑群下，有些工程的基础与既有建筑物或构筑物的基础紧邻，产生相互作用；处于较浅位置的地下管线结构，与深部的大型停车场或地铁工程形成上、下位置临接关系；多条隧道的工程又形成平面上的临接问题，而现有工程的设计理论(强度控制设计)和常规施工技术已经难以满足保护地铁工程周围环境的要求。研究隧道支护结构和周边建筑物及其他构筑物之间的共同作用，近邻建筑物的变形以及在开挖过程中建筑结构的内在反应，进而研究其控制技术，是城市地下工程施工应该解决的问题。 　　 4．围岩稳定性难于判断 　　 地下工程的围岩稳定问题一直是地下工程设计与施工研究的重点问题。对于城市地下工程而言，其地质、环境以及结构方面的特殊性给这一问题的研究增加了特殊的内容。现有较广泛使用的围岩稳定性理论认为：在地下工程施工过程中，地下工程周围岩体发生应力重分布，当这种重分布应力超过围岩的强度极限时，将造成围岩的失稳破坏。在浅埋条件下是否存在承载拱对其稳定性判别非常重要，有必要通过监测与研究解决。因此，围岩稳定性评价是与地下工程施工和运营密切联系的一项极为重要的研究内容。 　　 地下工程设计与施工的基本特点是“地质条件复杂，基础信息缺乏”，对城市地下工程又增加了“周边环境复杂”，其施工存在着很大的不确定性和高风险性。很长一段时期主要依赖工程技术人员的工程经验；新奥法诞生以来，岩土理论及监测技术、数据库管理技术、计算机辅助设计技术等方面的发展，使地下工程设计与施工跨人了“信息化”时代。信息化设计与施工特别适合地下工程。信息化设计与施工具有解决不确定性问题的能力，可降低风险、建立针对重大坍塌和破坏事件的报警系统，从而实现施工的安全和经济的目标。 　　 随着地下工程支护设计与施工理论不断发展，新奥法成为现代支护理论的典型代表，尤其是现场监测与理论分析相结合，发展为一种适应地下工程特点的和当前技术水平的新的设计方法——信息化设计与施工方法。现场监测、动态设计、信息化施工已经成为当前地’下工程设计与施工的发展方向。 　　 岩土工程安全全测是运用监测仪器和设备对工程及周围环境有关的重要参数 第一章 绪　　论 　　 第一节 城市地下工程的意义、特征及属性 　　 一、城市地下工程的涵义 　　 城市是