浅埋暗挖隧道地表建筑物变形控制技术.doc

浅埋暗挖隧道地表建筑物变形控制技术某浅埋暗挖隧道沿线地表建筑物复杂，为密集的居住区、军管用房，楼层多为3~7层，基础多为扩大条形基础或独立基础，主体结构为砖混结构。另外隧道穿越地层地质条件复杂，Ⅴ、Ⅵ级围岩比重大，以残积亚粘土、砂砾状-碎块状-强风化正长岩和花岗岩为主。1建筑物变形预测按照位置关系，在不同穿越方式下建筑物分别处于地表沉降槽的不同位置，由此可对相应状态下建筑物的变形值作出预测。为此依据穿越方式不同可对各类建筑物在隧道实际施工过程中的变形量进行预测，得出相应条件下的建筑物结构变形值。1.1建筑物处于隧道结构正上方的施工影响根据工程类比及有关试验，当建筑物处于隧道结构的正上方时，在不采取注浆加固措施的条件下，导洞开挖过程中的最危险状态和开挖完成后的最终状态下建筑物前、后侧沉降分布如图1所示。由图可见，最危险状态建筑物最大沉降量达28mm，差异沉降量达24mm，平均倾斜率为2‰；隧道开挖完成后的最大沉降量为48mm，差异沉降量为15mm，平均倾斜率为1.25‰。显然满足不了建筑物控制标准的要求。((a)开挖过程中最危险状态(b)开挖完成后的最终沉降状态图1不注浆条件下的建筑物沉降分布(建筑物处于正上方)在开挖前及开挖过程中采取注浆加固以后建筑物前、后侧沉降分布如图2所示。由图可见，最危险状态建筑物最大沉降量达13.4mm，差异沉降量达12mm，平均倾斜率为1.0‰；隧道开挖完成后的最大沉降量为19mm，差异沉降量为3mm，平均倾斜率为0.25‰。由此可见，当建筑物处于隧道结构的正上方时建筑物的沉降量、差异沉降和倾斜均可控制在允许的范围内。(a)开挖过程中最危险状态(b)开挖完成后的最终沉降状态图2采取注浆加固措施后的建筑物沉降分布(建筑物处于正上方)(2)建筑物处于隧道结构一侧的施工影响建筑物处于隧道结构一侧，即建筑物的一部分处于隧道正上方时，在不采取注浆措施条件下导洞开挖过程中最危险状态的建筑物最大沉降量达18mm，差异沉降量达15mm，平均倾斜率为1.2‰；隧道开挖完成后的最大沉降量为52mm，差异沉降量为12mm，平均倾斜率为1.0‰，如图3所示。与建筑物处于隧道正上方的情况相比，最终沉降量有所增加，但过程的差异沉降量有所减小，以达到控制值的上限。(a)开挖过程中最危险状态(b)开挖完成后的最终沉降状态图3不采取注浆加固措施时的建筑物沉降分布(建筑物处于隧道一侧)当建筑物部分处于隧道上方时，在开挖前及开挖过程中采取注浆加固以后建筑物前、后侧沉降分布如图7.3.2-4所示。由图可见，最危险状态建筑物最大沉降量达10mm，差异沉降量达9mm，平均倾斜率为0.8‰；隧道开挖完成后的最大沉降量为26mm，差异沉降量为6mm，平均倾斜率为0.5‰。由此可见，隧道结构部分穿越建筑物时的沉降量、差异沉降和倾斜均可控制在允许的范围内，可以取得较好的控制效果。(a)开挖过程中最危险状态(b)开挖完成后的最终沉降状态图4采取注浆加固措施后的建筑物沉降分布(建筑物处于隧道一侧)(3)典型建筑物沉降分析34号楼为6层混凝土结构住宅，覆盖隧道结构的大部分，变形及受力条件较为复杂，根据计算模拟结果，采取注浆加固措施前、后结构沉降如图5所示。由图可见，注浆前的最大沉降和差异沉降量分别为25mm和4mm，平均倾斜率为0.4‰；注浆加固后的最大沉降和差异沉降量分别为16mm和3mm，平均倾斜率为0.3‰。显然，34号楼的最终沉降量和差异沉降量可控制在允许的范围内。(a)不注浆加固方案(b)注浆加固方案图5隧道施工后34#楼房结构沉降2施工过程沉降控制隧道施工是逐步完成的，相应结构的变形也是依次发生的，其实质是应力逐渐释放的过程，结构的变位是逐渐发生的，据此分析地层及结构变位分配的原理，并提出相应的分配方法；针对重点的建筑物(如安全风险级别为特级的)制定出各个施工阶段的控制目标，通过对阶段目标的控制来实现对总体目标的控制。在每个阶段中还应分别给出预警值、报警值和极限值。(1)变位分配原理地质条件隧道设计参数建筑物管理标准初拟方案细化方案分步沉降控制标准Pii=1第i步施工监测分步沉降Sii=i+1结束开始分析原因，采取措施NNNYYY经验类比理论计算经验类比图7.3.2.3.1变位分配控制总体框图所谓地层及建筑物结构的变位分配，就是采用理论计算结合施工经验，将地层的总变位控制值分解到每一个施工步序中，建立隧道分步施工沉降控制标准。(2)变位分配控制方法在隧道的开挖过程中，可依据变位分配原理确定各分步的地层变位值。由于每个开挖步序产生的地层变位均可能不同，则存在最优施工方案使得地层所受影响最小。对于既定施工方案根据各分步的变位分配比例，把地层的管理标准分解到每一步施工步序中，形成施工各具体步序的控制标准或称控制目标，只要单个步序的沉降量得到控制，则整