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郑州轨道交通环线盾构施工关键技术计算结果分析

时间:2023-09-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:图10.6.29农业东路—心怡路左右线隧道开挖完成管片水平位移云图图10.6.30众意路—CBD 左右线隧道开挖完成管片水平位移云图3)盾构管片主应力分析图10.6.31~图10.6.34 给出了盾构隧道施工过程管片主应力变化值。两隧道盾构管片受力均小于C50 砼抗拉设计强度值2.07 MPa,远小于轴心抗压强度27.5 MPa。

郑州轨道交通环线盾构施工关键技术计算结果分析

1.围岩变形受力分析

1)竖向位移分析

图10.6.3~图10.6.10 给出了盾构隧道施工过程周围围岩竖向沉降变化值。从地表沉降值可以看出,在盾构隧道上方土体出现沉降,沉降随着埋深增加而增加,在隧道开挖完成时,农业东路—心怡路盾构隧道顶部最大沉降120 mm 左右,在地表引起的沉降最大值约30 mm,在基坑内部以及隧道周围一定范围土体出现隆起位移,在基坑内部最大隆起约30 mm,建筑物沉降最大10 mm 左右;众意路—CBD 盾构隧道受地下水及如意湖影响,隧道向上受浮力影响,在如意湖隧道上方地表最大隆起值约38 mm,周边建筑物沉降约20 mm,隧道外围一定范围土体沉降约8 mm。

图10.6.3 农业东路—心怡路围岩整体竖向位移云图(单位:m)

图10.6.4 众意路—CBD 围岩整体竖向位移云图(单位:m)

图10.6.5 农业东路—心怡路郑和小区围岩横向剖面竖向位移云图(单位:m)

图10.6.6 众意路—CBD 围岩横向剖面竖向位移云图(单位:m)

图10.6.7 农业东路—心怡路围岩纵向剖面竖向位移云图(单位:m)

图10.6.8 众意路—CBD 围岩纵向剖面竖向位移云图(单位:m)

图10.6.9 农业东路—心怡路爱东居围岩横向剖面竖向位移云图(单位:m)

图10.6.10 众意路—CBD 围岩横向剖面竖向位移云图(单位:m)

2)水平位移分析

图10.6.11~图10.6.18 给出了盾构隧道施工过程周围围岩水平位移变化值。从水平位移可以看出,在盾构隧道周围水平位移较大,农业东路—心怡路水平位移方向均指向隧道内侧,隧道最大水平位移约150 mm。地表最大水平位移约30 mm,指向两隧道中轴线,基坑最大水平位移约5mm,指向隧道方向,建筑物最大水平位移约30 mm;众意路—CBD 盾构隧道最大水平位移约20 mm,位于高楼下方隧道,在河流下方隧道最大水平位移约11 mm。

图10.6.11 农业东路—心怡路围岩纵剖面水平位移云图(单位:m)

图10.6.12 众意路—CBD 围岩纵剖面水平位移云图(单位:m)

图10.6.13 农业东路—心怡路爱东居围岩横剖面水平位移云图(单位:m)

图10.6.14 众意路—CBD 围岩横剖面水平位移云图(单位:m)

图10.6.15 农业东路—心怡路郑和小区围岩横剖面水平位移云图(单位:m)

图10.6.16 众意路—CBD 围岩横剖面水平位移云图(单位:m)

图10.6.17 农业东路—心怡路围岩整体水平位移云图(单位:m)

图10.6.18 众意路—CBD 围岩整体水平位移云图(单位:m)

3)塑性区分析

图10.6.19~图10.6.26 给出了盾构隧道施工过程周围围岩塑性区变化情况。从围岩塑性区变化可以看出,农业东路—心怡路在软岩中盾构隧道左右两倍洞径范围出现受剪区域,在硬岩中,隧道顶部和底部一倍洞径范围内均出现受剪区域,同时盾构穿越的地表均出现受剪破坏区域;在众意路—CBD 段,由于隧道位于地下水位下方,隧道开挖引起周围地下水渗流,导致隧道周围围岩出现较大范围塑性区变化,在河流两侧及楼房下方受剪区域较大。

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图10.6.19 农业东路—心怡路围岩整体塑性区图

图10.6.20 众意路—CBD 围岩整体塑性区图

图10.6.21 农业东路—心怡路爱东居围岩横剖面塑性区图

图10.6.22 众意路—CBD 围岩横剖面塑性区图

图10.6.23 农业东路—心怡路郑和小区围岩横剖面塑性区图

图10.6.24 众意路—CBD 郑和小区围岩横剖面塑性区图

图10.6.25 农业东路—心怡路围岩纵剖面塑性区图

图10.6.26 众意路—CBD 围岩纵剖面塑性区图

2.盾构管片变形受力分析

1)竖向位移分析

图10.6.27 给出了农业东路—心怡路盾构隧道施工过程管片竖向沉降变化值,从管片沉降值可以看出,盾构最大沉降3mm,位于建筑影响以外的隧道,在建筑影响区域内隧道拱底隆起位移约8 mm;图10.6.28 给出了众意路—CBD 盾构隧道施工过程管片竖向沉降变化值,受地下水浮力影响,隧道向上位移最大位于河流下方,最大值约38 mm。

图10.6.27 农业东路—心怡路左右线隧道开挖完成管片竖向位移云图(单位:m)

图10.6.28 众意路—CBD 左右线隧道开挖完成管片竖向位移云图(单位:m)

2)水平位移分析

图10.6.29 给出了农业东路—心怡路盾构隧道施工过程管片水平位移变化值,从管片水平位移可以看出,盾构最大水平位移约为7mm,位于隧道边界,在靠近基坑附近隧道向基坑一侧变形2 mm;图10.6.30 给出了众意路—CBD 盾构隧道施工过程管片水平位移变化值,在左侧由于边界效应,水平位移值约17 mm,在中部区域隧道水平位移约10 mm。

图10.6.29 农业东路—心怡路左右线隧道开挖完成管片水平位移云图(单位:m)

图10.6.30 众意路—CBD 左右线隧道开挖完成管片水平位移云图(单位:m)

3)盾构管片主应力分析

图10.6.31~图10.6.34 给出了盾构隧道施工过程管片主应力变化值。农业东路—心怡路盾构开挖完成后最大主应力极值约为1.7 MPa,最小主应力极值约为-5.5 MPa,众意路—CBD 盾构开挖完成后最大主应力极值约为 0.8 MPa,最小主应力极值约为-5.9 MPa。两隧道盾构管片受力均小于C50 砼抗拉设计强度值2.07 MPa,远小于轴心抗压强度27.5 MPa。

图10.6.31 农业东路—心怡路隧道管片最大主应力云图(单位:Pa)

图10.6.32 众意路—CBD 隧道开挖完成管片最大主应力云图(单位:Pa)

图10.6.33 农业东路—心怡路左右线隧道管片最小主应力云图(单位:Pa)

图10.6.34 众意路—CBD 隧道开挖完成管片最小主应力云图(单位:Pa)

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