重叠交叉盾构隧道地表沉降控制分析

摘要

天津地铁5号、6号线环湖西路站一宾馆西路站区间隧道线型复杂.隧道先后施工将引起地层多次扰动使隧道产生自身变形及核心区域地表沉降,进而造成隧道透水、管线破裂和周边建筑物倾斜开裂等次生灾害的发生.为有效控制隧道施工扰动下的地表沉降及周边建筑物的破坏,掌握重叠交叉区间盾构隧道施工过程的时空效应,文章选取典型重叠及交叉区间段分别建立了三维地层一结构模型.考虑开挖卸荷效应,按照先下后上的施工顺序对四线工程施工进行了全过程模拟.根据流-固耦合理论的有限元计算方法对隧道掘进过程中的地表沉降控制进行了有效评估.现场采取合理的监测方案,利用先进监测设备对关键部位布设地面监测点,并对现场地表沉降监测数据进行了探讨和分析.结果表明,现场监测值与模拟计算值有较好的一致性,反映出数值计算可为施工监测提供理论依据,且数值计算结果与监测结果均满足天津地区对盾构施工的地表沉降控制要求.掘进过程中地表沉降变化规律可以有效判断周边土体的稳定状态,对设计和施工方案优化具有一定的指导意义,也为其他类似复杂盾构隧道施工提供参考和借鉴.