盾构施工引起的地表沉降和隆起.pdf

盾构施工引起的地表沉降和隆起 地表沉降和隆起的原因 地表沉降的预测 减少地表沉降和隆起的措施 地表沉降和隆起的原因 地表沉降的预测 减少地表沉降和隆起的措施 ◆ 例如：南京地铁1号线某标在富水粉细砂地层盾构 发时出现两次 流沙现象, 地面下陷1.5m。 管线破坏 房屋倒塌 地表沉降和隆起的原因 地表沉降的预测 减少地表沉降和隆起的措施 ◆ 盾构施工引起的地层损失和隧道周围受扰动土体的固结沉降是引起地 表沉降的主要原因。 1.地层损失 (1)定义 ： ◆ 地层损失是盾构施工中实际开挖土体体积和竣工隧道体积(包括在隧道 外围压注的浆体)之差。 ◆地层损失率以占盾构理论排土体积的百分比V(%)来表示。则单位长度 l 地层损失为 2 V  V (%) r 0 l 0 ◆ 隧道周围的土体在弥补地层损失的过程中，发生地层移动，引起地面 沉降。 地表沉降和隆起的原因 地表沉降的预测 减少地表沉降和隆起的措施 ◆ 第二类 ：属于不正常的地层损失，是一种由人为因素而引起的本来可 以避免的地层损失。 ◆ 第三类 ：属于灾害性的地层损失，盾构开挖面发生土体急剧流动或暴 发性的崩坍，引起灾害性的地面沉降。 地表沉降和隆起的原因 地表沉降的预测 减少地表沉降和隆起的措施 地表沉降和隆起的原因 地表沉降的预测 减少地表沉降和隆起的措施 1.地层损失 (3)引起地层损失的主要因素 盾构后退 ● 在盾构暂停推进中，由于盾构推进千斤顶漏油回缩而可能引起盾构 后退，使开挖面土体坍落或松动，造成地层损失。 ③土体挤入盾尾空隙 ● 当盾尾离开衬砌时，在衬砌上方形成所谓的 “建筑空隙”，由于向 建筑空隙中压浆不及时，压浆量不足，压浆压力不适当，使得盾尾后的隧 道周边土体失去原 三维平衡状态，而向这一建筑空隙中移动，引起地层 损失。在含水不稳定地层中，这往往是引起地层损失的主要因素。 地表沉降和隆起的原因 地表沉降的预测 减少地表沉降和隆起的措施 地表沉降和隆起的原因 地表沉降的预测 减少地表沉降和隆起的措施 2.受扰动土体的固结沉降 固结沉降分为 ：主固结沉降和次固结沉降两种。 (1)主固结沉降 ◆ 盾构推进中的挤压作用和盾尾的注浆作用会使隧道周 围的地层中形 成超孔隙水压力，这种压力在盾构施工后的一段时间内就会消失，在此过 程中地层发生排水固结变形，引起地表沉降，这种因孔隙水压力变化而产 生的沉降，称为主固结沉降。 (2)次固结沉降 ◆ 土体受到扰动后，土体骨架还会继续发生压缩变形，这是一种蠕变， 在这种变形过程中产生的地面沉降称为次固结沉降。它的持续时间比较长， 长的可持续几年以上。 地表沉降和隆起的原因 地表沉降的预测 减少地表沉降和隆起的措施 盾构施工引起位移的原因与机理 沉降类型 主要原因 应力扰动 变形机理 孔隙水压力减小， 孔隙比减小， Ⅰ初始沉降 土体受挤压而压密 有效应力增加 固结 盾构工 工作面处施工压力：过 孔隙水压力增加， 土体压缩产生 作 面前方 大—隆起，过小—