考虑盾尾注浆隆起的盾构掘进地面位移预测
2012-08-11林存刚吴世明张忠苗刘冠水李宗梁
土木与环境工程学报 2012年6期
林存刚,吴世明,张忠苗,刘冠水,李宗梁
(1.浙江大学a.软弱土与环境土工教育部重点实验室;b.岩土工程研究所,杭州310058;2.杭州运河隧道有限公司,杭州310002;3.杭州庆春路过江隧道有限公司,杭州310002)
隧道施工不可避免地扰动周围地层,进而对邻近建(构)筑物造成影响。研究隧道施工引起的土体位移规律,对隧道施工引起的地层位移的准确预估,对于减轻隧道施工带来的环境危害十分重要。为此,众多学者展开了深入的研究,研究方法以经验公式、解析法、数值模拟及模型试验为主。
土压平衡盾构法和泥水盾构法是目前软土地层最为先进的隧道施工技术。其以切口压力的精确控制,盾壳对土层的支护,同步注浆对建筑空隙的及时填充等先进技术,与之前工法相比,引起的地面沉降更小,甚至会引起地面隆起。之前学者对盾构掘进引起的地面位移研究[1-10],集中在施工引起的地面沉降的计算,这主要是因为之前的工法因地层损失较大,地面以沉降为主,很少观测到隆起。而土压平衡盾构和泥水盾构掘进引发地面隆起的现象较为普遍,但对此的研究却很少。
本文通过3个盾构隧道工程实例地面位移的分析,探讨了盾构盾尾注浆引起的地面隆起的分布规律,对比分析了 Mindlin解[1-2]、Sagaseta法[3-4]、Verruijt-Booker 法[5]、Loganathan-Poulos 法[6]、Chi法[7]和Park法[8]6个解析/半解析公式及高斯公式预测盾构施工地面隆起的适用性,并结合工程实例给出了考虑注浆地面隆起后盾构掘进地面位移计算的修正 Peck公式[9]。
1 隧道施工地层位移的预测方法
以下公式采用统一坐标系统,x为盾构掘进方向,y为垂直于隧道轴线方向,z轴为地面隆陷方向;……
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