并行隧道施工过程中的地面沉降数值模拟分析
设计、施工和监测都提出了很高的要求。
二、并行隧道施工过程的数值模拟
1.计算模型的建立
由于隧道围岩的影响区域大约为洞室直径的3倍,故模型左右两侧大于车站断面跨度的3倍,模型底部也大于车站断面高度的3倍,其中上部取至地面,地面高程为40m,计算模型下部高程为-35.0m,模型隧道左右两边围岩宽度分别取约30m,有限元模型见图1。因隧道断面尺寸较大,故拟采用分步开挖的方法进行施工,用FLAC有限差分软件对分步开挖的整个过程进行数值模拟计算。
2.计算所采用的力学参数
3.模拟计算
3.1 1号线洞口断面地表横向沉降
3.2 1号线轴向地表沉降
4.模拟结果分析
4.1图2~图5反映的是1号线洞口断面地表横向沉降,可以看出,地表没有出现单洞室会出现的圆滑的PECK沉降槽,而是出现两个波谷;而轴向,最大沉大约发生1、2号线交叉区域,仍然会出现接近PECK曲线。
4.2从图3可以看出,开挖至62步时,沉降会出现突变。2号线开挖完成之后,沉降量约占整个沉降量的80%。
三、结果运用及施工建议
并行隧道由于施工面临近,在施工过程中相互干扰,且共同施工对地面及其附着物及临近建筑物影响较大,其内力转换因素及转换值十分复杂,故其沉降值取决多种因素。从上述演示效果来看,其主要沉降发生在下线(即2号线)开挖期间,之后渐渐趋于平衡稳定,其沉降量不高;2号线开挖完成后,沉降量已占整个沉降量的80%左右。因此在开挖2号线时,要重点考虑初期支护和二次衬砌的断面施工质量和支护时间,并加强观测,从而确保围岩的稳定和安全,整体上提高工程质量。
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