[讨论]讨论:城市地下隧道施工中易出的施工问题有哪些?如何规避此风险? [复制链接]

10.3.1 盾构掘进中的环境问题 iM8Cw/DS  
盾构掘进施工引起地层扰动，诸如土体地表沉降和分层土体移动、土体应力、含水量、孔隙水压力、弹性模量、泊松比、强度和承载力等物理力学参数的变化是不可避免的。土体的扰动往往引发一系列环境问题，需要很好的解决。 x@Gg fH<l  
（1）盾构在地下管网交叉、密集区段掘进施工； Kl.*Q  
（2）盾构穿越大楼群桩； }Q`+hJ0  
（3）盾构通过不良地质地段（流塑性粉砂、富含沼气软弱夹层等）掘进施工； sK%b16#  
（4）盾构紧贴城市高架（立交）或贴邻深大基坑掘进施工； [x)T2sA  
（5）同一地铁区间内，上、下行线盾构同向或对向掘进施工； YIk@{V  
（6）上、下行线地铁，上下位近距离交叠盾构掘进施工； ;>7~@ K  
（7）盾构进、出工作井施工； #K^hKx9  
（8）浅埋、大直径盾构沿弯道呈曲线形掘地，而曲率半径很小； HB )+.e  
（9）盾构纠偏，周边土体受挤压而产生过大的附加变形； 5J`w8[;  
（10）超越或盾构遇故障停推，作业面土方坍塌； "[ S[vkI  
（11）盾构作业面因土压或泥水加压不平衡，而导致涌泥、流沙； %X_A#9  
（12）盾尾脱离后，管片后背有较大环形建筑空隙（地层损失），而压（注）浆不及时或效果不佳。 Q9cSrU[$  
为此，研究盾构掘进中土体受施工扰动的力学机理，探讨其变形位移和因地表沉降产生的环境土工问题，进而对设计、施工等主要参数进行有效控制，达到防治的要求，是一项当务之急的任务。

盾构掘进的扰动机理 a?W5~?\9  
1）水和泥浆的扰动 bg|$1ue  
盾构经过的地区，可能引起地下水含量和紊流运动状态的改变。另外，泥水盾构大量泥浆外排回灌，都会给周围环境产生不良影响。 '_?Z{|  
2）对不良土层的影响 "7sv@I_j  
流砂给盾构法施工带来极大的困难，刀盘的切削旋转振动引起饱和砂土或砂质粉土的部分液化。含砂土颗粒的泥水不断沿衬砌管片接缝渗入，引起局部土体坍塌。对于泥水式或者土压平衡式盾构，一旦遇到大石块、短桩等坚硬障碍物，排除过程都可能引起邻近土体较大的下沉。 b,Eq-Z;  
3）周围土体应力状态的变化 :?f+*  
盾构法施工引起周围地层变形的内在原因是土体的初始应力状态发生了变化，使得原状土经历了挤压、剪切、扭曲等复杂的应力路径。由于盾构机前进靠后座千斤顶的推力，因此只有盾构千斤顶有足够的力量克服前进过程所遇到各种阻力，盾构才能前进，同时这些阻力反作用于土体，产生土体附加应力，引起土体变形甚至破坏。

4）土体性质的变化 xtGit}  
由于盾壳内径和管片外径制作误差，加上盾壳厚度，当管片脱出盾尾时与周围土体产生2~3cm的建筑间隙。如果建筑间隙不能及时注浆填补，上部土体向管片坍落，覆土层出现一些附加的间隙或裂缝，密实度降低。受扰动破坏的土体，要经过较长时间的固结和次固结，逐步恢复到原始应力状态。隧道纠偏时，一侧千斤顶超载，另一侧千斤顶卸载，引起两侧土体应力应变状态明显差别。扰动后土体的本构关系、物理力学参数的变化也是必然的。 d>Tv?'o`q  
5）土体的位移影响 i5r<CxS  
因受盾构推进的影响，盾构机前后、左右、上下各部位土体的位移的状态不同。刀盘前部0.5D范围内土体表现为向下、向刀盘开口内移动，（0.5~1.5）D范围内深层土表现为向推进方向移动，表层土向上向前移动。盾构机后的土体表层土表现为垂直的下沉，深层土随盾壳拖带向前的水平移动，土体和浆液固结次固结沉降都使土体产生向下的位移变形。盾构推进后，不同深度土层扰动曲面叠加形成不同倾斜度的沉降槽。

）盾构掘进时邻近建（构）筑物的保护 uVgA <*0  
针对盾构隧道所邻近的各被保护对象，应分别制定能以安全随不同种类变形位移和差异沉降的诸技术参数。这些保护对象包括： T4W20dxL7  
（1）邻近的已建/已运营地铁区间： ">7xSWR*4  
对邻近地铁工程设施综合影响的定量尺度必须符合以下标准： NzZ(Nz5  
①在地铁工程（外边线）两侧3m距离内不能进行建筑施工。自地铁中线起算的50m范围内施工，要求严格符合以下②~⑥各点； 5"h4XINZ  
②地铁结构的绝对沉降量及水平位移量均应≤20mm，地铁隧道产生纵向位移引起圆形管片衬砌结构的径向变形应≤10mm； p{oz}}  
③隧道水平和竖向变形曲线的曲率半径R应≤1/15000m； 6KGT?d  
④隧道相对弯曲应1≤2500； EF&CV{Sw  
⑤由于建筑物垂直荷载（包括基础地下室）以及降水、注浆等施工因素引起地铁隧道外壁的附加荷载应≤20kPa； `n6cpX5
  
⑥由于打桩振动、工程爆破等产生的振动，对地铁隧道引起的峰值振动速度应≤2.5cm/s。 iU+SXsXLR4  
（2）邻近的建（构）筑物； Y9mhD
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（3）地下管线（特别是煤气管、污水干管、动力照明电缆与光缆等）； 3sV$#l P  
（4）上部及其附近的道路路面、路基； Gw)y<h  
（5）邻近的城市立交桥、高架道路； =RUy4+0>F  
（6）相邻的同步施工的工程等。

地面大的沉降变形,塌方,

周围人为活动也会产生很大的影响

施工中易出现的问题主要有：隧道施工本身的安全，如坍方、涌水、有害气体、爆炸、起火等。对邻近结构物的影响：建筑物的开裂、倾斜、不均匀沉降、变形；管线的爆裂，气体、液体溢留，特别是有害气、液体；对道路的影响：路面开裂、塌陷，中断交通；对地下空间结构的影响：地下室、地下交通线；对地下水资源的影响：水井、地面沉陷。等等。 Yjo$vQi  
严格工艺，严格管理，严格纪律这是规避风险的良药。

城市地铁，特别是在滨海软土地区，盾构法施工，在天津，盾构施工过后，地面房屋直接开裂，不能使用了，地面变形很明显

地震的影响不可忽略

城市地下隧道施工中易出的施工问题主要有：1.隧道本身的工程工程地质问题，如涌水、突水、突泥；洞室的岩土层稳定性问题；支撑系统的稳定性问题。2.地面的安全问题，如地面的沉降问题、地面建筑物、构筑物的稳定性问题；地下管线的安全问题等。 }vZfp5Y  
要规避此风险，首先要查明隧道沿线及附近的工程地质条件、水文地质条件，其次查明沿线及附近的地面建筑物、构筑物、地下管线的情况，最后选择合理的隧道施工方案，规范施工。

比如在施工前要了解当地的土层土力学性质，以及地下水的分布，历史文物古迹的位置。在施工时要注意避免这些方面。规避重要的市政管线，避免使用钻爆法施工。有条件要采用盾构。在施工时要严格测量尽力避免施工时的测量误差。要注意施工时的噪音控制。和各种施工工序的配合。