【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 / / 黏土層 19 60 22 砂層 18 0 35 （ 2）計(jì)算工況及施工過程 計(jì)算工況： A. 計(jì)算重力條件下初始平衡； B. 初始位移清零； C. 依次開挖施工。 圖 45 施工 5 環(huán)工況 圖 46 施工 10 環(huán)工況 15 圖 47 施工 15 環(huán)工況 圖 48 施工 30 環(huán)工況 （ 3）結(jié)果分析 基于以上建立的數(shù)值計(jì)算模型， 對(duì)盾構(gòu)隧道實(shí)際開挖工況進(jìn)行模擬，計(jì)算得到隧道施工引起的位移云圖 和地層變形示意圖。施工最終完成后的計(jì)算結(jié)果如下。 圖 49 地層豎向位移云圖 16 圖 410 雨污合流管豎向位移云圖 圖 411 開挖 5 環(huán)下地層縱向網(wǎng)格變形示意圖 圖 412 開挖 10 環(huán)下地層縱向網(wǎng)格變形示意圖 17 圖 413 開挖 15 環(huán)下地層縱向網(wǎng)格變形示意圖 圖 414 開挖 30 環(huán)下地層縱向網(wǎng)格變形示意圖 18 圖 415 地層橫向網(wǎng)格變形示意圖（變形放大系數(shù) :20） 由隧道 施工引起地層的變形可知，隧道開挖產(chǎn)生的卸載引起隧道下方土體的隆起；同時(shí)由于盾尾間隙的存在，隧道上方的土體產(chǎn)生一定的下沉；外荷載的作用使得管片呈現(xiàn)出“橫鴨蛋”的變形狀態(tài)。 雨污合流管的最大沉降約 38mm，最大橫向不均勻沉降約為 。 管線的局部?jī)A斜為 ，滿足 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 對(duì) 砌體承重結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的局部?jī)A斜不應(yīng)大于 的沉降控制要求。 雨污合流管沉降 量 較大 ， 且其本身結(jié)構(gòu)對(duì)土體沉降敏感， 建議考慮一定的構(gòu)造加固措施。 彭～謝區(qū)間自來水 自來水管線情況說明 DN1200 自來水 管：砼承插管，位于左右線中間，距隧道邊線最近 米，最遠(yuǎn) 米， 管頂埋深 米。 如圖 41 所示。 周邊環(huán)境 如上圖 42 所示。 管線計(jì)算情況說明 （ 1）計(jì)算模型、計(jì)算工況和施工過程分析見 節(jié)。 19 （ 2）由計(jì)算結(jié)果可知，自來水管的最大沉降約 ，管道變形較 大 ，施工風(fēng)險(xiǎn)處于 不 易 控狀態(tài)。 彭～謝區(qū)間 煤氣 DN200 煤氣管：在右線南側(cè)，距隧道邊線最近 米，最遠(yuǎn) 米 ，管頂埋深 米 。 （ 1）計(jì)算模型、計(jì)算工況和施工過程分析見 節(jié)。 （ 2）由計(jì)算結(jié)果可知，煤氣管的最大沉降約 ，管道變形較小，施工風(fēng)險(xiǎn)處于可控狀態(tài)。 謝～青區(qū)間雨污合流 管線情況說明 雨污 合流總長(zhǎng)度為 米，按結(jié)構(gòu)形式分為兩段 ： 小里程 米為箱涵結(jié)構(gòu)，斷面尺寸為 1800 1500mm， 蓋板為鋼筋砼，側(cè)墻及底板為漿砌 片 石 ；大里程 53 米 為直徑 1 米的 砼管，位于左線 正 上方，與區(qū)間隧道平行。 圖 416 謝～青區(qū)間管線平面分布圖 周邊環(huán)境 區(qū)間位于北京東路正下方，北京東路雙向六車道，兩側(cè)各有綠化帶，再外側(cè)為非機(jī)動(dòng)車道。 20 圖 417 謝～青區(qū)間環(huán)境照片 管線計(jì)算情況說明 （ 1）計(jì)算模型 按標(biāo)準(zhǔn)橫斷面縱向選取一定長(zhǎng)度作為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化處理。煤氣管由于幾何尺寸較小，其位形變化對(duì)整體地層位移基本不產(chǎn)生影響，故可以根據(jù)相應(yīng)位置的地層位移作為管道的位移。簡(jiǎn)化后的結(jié)構(gòu)布置如下圖所示。 圖 418 計(jì)算模型結(jié)構(gòu)布置示意圖 計(jì)算模型尺寸水平方向約 40m，豎向約 26m。 邊界尺寸的選取通過試算法獲得，當(dāng)邊界尺寸的進(jìn)一步增大或減小不引起主要變形區(qū)域的內(nèi)力或變形變化時(shí)，認(rèn)為邊界效應(yīng)可忽略不計(jì)。 土體本構(gòu)關(guān)系采用摩爾庫(kù)倫模 型，管片結(jié)構(gòu)采用彈性模型，同時(shí)考慮一定的橫向剛度有效率進(jìn)行剛度折減。雨污合流管采用彈性模型。 模型的邊界條件：左、右兩邊限制橫斷面方向的水平位移約束，前、后兩邊區(qū)間 左線 右 線 青山湖大道站 21 限制縱斷面方向的水平位移約束。底部限制豎向位移，頂部自由。 圖 419 數(shù)值計(jì)算模型 計(jì)算分析中，根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)資料和相關(guān)規(guī)范，采用的地層物理力學(xué)參數(shù)詳見勘察報(bào)告，結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)參數(shù)如下表。 表 42 結(jié)構(gòu) 物理力學(xué)參數(shù) 材料 重度 /（ kN/m3） 彈性模量 / GPa 泊松比 粘聚力 / kPa 內(nèi)摩擦角 / 176。 雨污合流管 25 / / 管片襯砌 25 / / 黏土層 19 60 22 砂層 18 0 35 （ 2）計(jì)算工況及施工過程 計(jì)算工況： A. 計(jì)算重力條件下初始平衡； B. 初始位移清零； C. 依次開挖施工。 22 圖 420 施工 5 環(huán)工況 圖 421 施工 10 環(huán)工況 圖 422 施工 15 環(huán)工況 圖 423 施工 30 環(huán)工況 （ 3）結(jié)果分析 基于以上建立的數(shù)值計(jì)算模型，對(duì)盾構(gòu)隧道實(shí)際開 挖工況進(jìn) 行模擬，計(jì)算得到隧道施工引起的位移云圖和地層變形示意圖。施工 完成后的計(jì)算結(jié)果如下。 圖 424 地層豎向位移云圖 23 圖 425 雨污合流管豎向位移云圖 圖 426開挖 5環(huán)下地層網(wǎng)格變形示意圖 圖 427開挖 10 環(huán)下地層網(wǎng)格變形示意圖 圖 428開挖 15環(huán)下地層網(wǎng)格變形示意圖 圖 429開挖 30環(huán)下地層網(wǎng)格變形示意 圖 24 圖 430 地層橫向網(wǎng)格變形示意圖（變形放大系數(shù) :20） 由隧道施工引起地層的變形可知，隧道開挖產(chǎn)生的卸載引起隧道下方土體的隆起；同時(shí)由于 盾尾間隙的存在，隧道上方的土體產(chǎn)生一定的下沉；外荷載的作用使得管片呈現(xiàn)出“橫鴨蛋”的變形狀態(tài)。 雨污合流管的最大沉降約 ，最大橫向不均勻沉降 小于 1mm。 管線的局部?jī)A斜 小于 ，滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)砌體承重結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的局部?jī)A斜不應(yīng)大于 的沉降控制要求。 雨污合流管沉降量 較大 ，建議考慮一定的構(gòu)造加固措施。 謝～青區(qū)間煤氣管線 DN300 煤氣管，鑄鐵， 埋深 米，位于右線 上方。 （ 1）計(jì)算模型、計(jì)算工況和施工過程分析見 節(jié)。 （ 2）由計(jì)算結(jié)果可知，煤氣管的最大沉 降小于 ，管道變形較 大 。 青～高區(qū)間雨污合流 管線情況說明 本段 雨污合流 始建于 1990 年。 管線 總長(zhǎng) 米， 按結(jié)構(gòu)形式分兩段： 小里程 有 的砼管，大里程為箱涵，斷面尺寸為 1800 1500mm， 蓋板為鋼筋砼，側(cè)墻及底板為漿砌 片 石，位于隧道 右線正 上方。 25 管線平面 及剖面 圖如下圖 431 及 432。 圖 431 青～高區(qū)間管線平面分布圖 圖 432 青～高區(qū)間管線剖面圖 周邊環(huán)境 區(qū)間位于北京東路正 下方，北京東路雙向六車道，兩側(cè)各有綠化帶，再外側(cè)為非機(jī)動(dòng)車道。 26 圖 433 青～高 區(qū)間環(huán)境照片 管線計(jì)算情況說明 （ 1）計(jì)算模型 按標(biāo)準(zhǔn)橫斷面縱向選取一定長(zhǎng)度作為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化處理。煤氣管由于幾何尺寸較小，其位形變化對(duì)整體地層位移基本不產(chǎn)生影響，故可以根據(jù)相應(yīng)位置的地層位移作為管道的位移。簡(jiǎn)化后的結(jié)構(gòu)布置如下圖所示。 圖 434 計(jì)算模型結(jié)構(gòu)布置示意圖 計(jì)算模型尺寸水平方向約 40m，豎向約 26m。 邊界尺寸的選取通過試算法獲得，當(dāng)邊界尺寸的進(jìn)一步增大或減小不引起主要變形 區(qū)域的內(nèi)力或變形變化時(shí)，認(rèn)為邊界效應(yīng)可忽略不計(jì)。 土體本構(gòu)關(guān)系采用摩爾庫(kù)倫模型，管片結(jié)構(gòu)采用彈性模型，同時(shí)考慮一定的橫向剛度有效率進(jìn)行剛度折減。雨污合流管采用彈性模型。 區(qū)間 左線 右 線 高新大道站 27 模型的邊界條件：左、右兩邊限制橫斷面方向的水平位移約束，前、后兩邊限制縱斷面方向的水平位移約束。底部限制豎向位移，頂部自由。 圖 435 數(shù)值計(jì)算模型 計(jì)算分析中，根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)資料和相關(guān)規(guī)范，采用的地層物理力學(xué)參數(shù)詳見勘察報(bào)告，結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)參數(shù)如下表。 表 43 結(jié)構(gòu) 物理力學(xué)參數(shù) 材料 重度 /（ kN/m3） 彈性模量 / GPa 泊松比 粘 聚力 / kPa 內(nèi)摩擦角 / 176。 雨污合流管 25 / / 管片襯砌 25 / / 黏土層 19 60 22 砂層 18 0 35 ）計(jì)算工況及施工過程 計(jì)算工況： A. 計(jì)算重力條件下初始平衡； B. 初始位移清零； C. 依次開挖施工。 28 圖 436 施工 5 環(huán)工況 圖 437 施工 10 環(huán)工況 圖 438 施工 15 環(huán)工況 圖 439 施工 30 環(huán)工況 （ 3）結(jié)果分析 基于以上建立的數(shù)值計(jì)算模型，對(duì)盾構(gòu)隧道實(shí)際開挖工況進(jìn)行模擬，計(jì)算得到隧道施工引起的位移云圖、矢量圖和地層變形示意圖。施工最終完成后的計(jì)算結(jié)果如下。 圖 440 地層豎向位移云圖 29 圖 441 雨污合流管豎向位移云圖 圖 442 開挖 5 環(huán)下地層網(wǎng)格變形示意圖 圖 443 開挖 10 環(huán)下地層網(wǎng)格變形示意圖 圖 444 開挖 15 環(huán)下地層網(wǎng)格變形示意圖 圖 445 開挖 30 環(huán)下地層網(wǎng)格變形示意圖 30