淤泥质地层城市隧道施工影响分析与支护参数优化研究.pdf

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第一章 绪论 1.1 研究的目的和意义 伴随国内社会与经济的长久进步,城市化进度也开始更加深化,更多的民 众汇聚到规模庞大的城市中,城市地区人数增加,进而导致交通堵塞、资源不 足等众多现实问题。全面利用地上、地面以及地下空间能够高效缓和当前人数 众多造成的交通负担,比如随着市政交通堵塞问题更加明显,政府也需要增加 全新的隧道工程。 淤泥质地层基本上位于国内东南部沿海区域,特别是福州、杭州等部分城 市所占比值很高;此地层具备“高压缩、高敏锐、高蠕变、高含水量、低强 度”等众多特征,厚度从几米到几十米都有,呈现带状特点;淤泥质土体受到 影响会出现液化,造成土体不稳定。所以,在此类地层建设地下项目,设计与 施工问题容易出现,工程造价也会提高。当前,我国对位于软土地层(包含淤 泥质地层)的浅埋隧道普遍使用明挖法、暗挖法以及盾构法等方式。明挖法或 盾构法建设市区地下项目一般会遭遇众多外界因素的影响。比如城市繁华地区 一般没有明挖基础(管线拆迁和维护、交通约束与环境作用);地下过街通道 隧道一般任务量较少,隧道断面轮廓一般沿纵向不同,隧道短或跨越地层地质 变动明显,盾构法也并不符合。所以,城市地下工程浅埋暗挖法的使用范畴依 旧宽广。但是,城市重要地区的淤泥质地层环境下隧道浅埋暗挖法设计与施工 会遇到众多问题,首先要确保暗挖施工时期地层平稳性,其次也需要管控隧道 暗挖工程造成的变形问题,避免过量变形造成的周边建筑物受损。所以,分析 此类地层土体变形受损的特点和改善加固的方式,寻找高效科学的地层改良加 固举措和手法,以便提升地层平稳性,促使具备操作灵动且科技完善的隧道浅 埋暗挖法使用到软土中,尤其是淤泥质地层,是目前需要尽早处理的现实问 题。 1.2 浅埋暗挖法研究现状 国内在年代早期逐渐把新奥法使用到地下项目中,八十年代后期把其使用 到浅埋软弱地层。在顺利使用到北京地铁复兴门车站折返线项目之后,开始在 众多地区隧道和地下项目内普遍使用。浅埋暗挖法项目的主要理念是“管超前, 严注浆,短开挖,强支护,快封闭,勤测量”来囊括,这也是此方式的重要内涵。通 过长久的持续汇总、健全、宣传使用,目前逐渐产生健全的浅埋隧道施工技术 体系。比如: [6] 1986 年,王梦恕、罗琼等人 叙述了北京地铁折返线工程使用的浅埋暗挖 法施工,当时城市没有得到发展,四周建筑不多,使用明挖法相对理智和合 理,然而此地理方位相对繁杂,施工时间短暂,因此开始使用浅埋暗挖方式, 打开浅埋暗挖施工方式的全新时代。 1988 年,因为北京地铁折返线项目第一次采用浅埋暗挖法建设地铁项目, 由于其拆迁占地面积不大,交通波及不大,资金占用少等众多优势。此项目也 得到北京地区科技进步一等奖。此方式也开始得到行业内人士的关注和认可, 开始得到普遍使用[7]。 [8] x 年,王梦恕等人 在岩土力学工程报纸上,公开论文,全面研究北京地 铁折返线工程使用浅埋暗挖法施工的优势,科学比较之前的明挖法,此方式能 够把地表沉降全面管控在 30mm 范畴内等众多优点。全面诠释了此方式的领先优 势。对于此方式与工艺的全面叙述,激发了领域内专家对于此方式使用与普及 的而积极性。 x 年,隧道局研究所张建华、赵希普等人[9]指出使用全新的分析方式都需 要充足的安全监测信息来确保施工的顺利进行,使用暗挖法依旧是根据新奥法 的理论,要全面监控来确保施工顺利和相关方案的改善,避免因为太过保守而 导致浪费问题,为挑选最佳施工方案准备充足的数据。此方式也得到相应的改 善和普及。 1990 年 x 隧道工程局王梦恕、刘招伟等专家[10]在浅埋暗挖法建设复兴门折 返线顺利之后,第二次指出使用此方式建设地铁车站。使用柱洞法施工提高项 目效率。 1994 年吴康宝、景诗庭等专家[11]在我国岩石力学和工程学会第三次会议中 指出浅埋暗挖地下结构稳定度研究。基于“荷载-结构模型”运用有限元的方式 创建极限状态方程。分析此模式的稳定度。从结构和力学层面分析此方式的合 理性,此外指出部分支护参数的改善意见。 1994 年王燕凯,苗兰等专家[12]在中国土木工程学会隧道和地下项目学会第 八届年会上指出有关浅埋暗挖法的小室施工方式,且得出隧道各个时期的地表 策划,分析其具备影响规律和范围。此方式发展时间长,开始更加健全。

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