PPT地下工程施工环境影响与保护PPT87工程综合.ppt

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1、,地下工程施工环境影响与保护,主讲教师：穆保岗,第10章,谤琉附钾栓淖蜜斋跨掣偏潘罐尿混黑牲嫂扫您灿胯搀丘勒蠕程吁例日鲜减PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,10 地下工程施工环境影响与保护,10.1 基坑开挖工程的环境土工问题10.1.1 软土深、大基坑工程及其环境土工问题1）地表沉降与土层位移多采用地下连续墙或水泥土搅拌加灌注式排桩为坑壁围护结构，引起的地表沉降与土层位移，由以下6个部分组成：,恤招醉陆巩发烷缆策洛吩谋冲宿蔓钝瓜瞻诈言辰铭获盾呛铆自毯鹃篮讽押PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工

2、程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,（1）墙体弹性变位；（2）基坑卸载回弹、塑性隆起、降水不当引起的管涌、翻砂；（3）墙外土层固结沉降；（4）井点或深井降水带走土砂；（5）墙段接头处土砂漏失；（6）槽壁开挖，地层向槽内变形。（1）（3）主要造成了墙后土层位移和地表沉降；（4）（6）则应从施工技术、经验与管理上加以控制，使之减低到最小的允许限度。,滓戏蟹利绪审仓臃匹渤垄赊相携俗净碌皱躇辛岩鸡诸鸽冶汰洼悬原庐梁环PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,2）基坑变形控制的环保等级标准,基坑变形

3、控制环保等级标准 表10-1,帕里劝钝逛绝特铁垄恍曳蓬俐轩绵宰供内滥枫蔼寓或嚎列巳祖揪腺磊降翟PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,3）基坑施工的时空效应问题,（1）基坑施工稳定和变形基坑施工稳定和变形，与以下各方面密切相关：基底土方每步开挖的空间尺寸（平面大小和每步挖深）。开挖顺序。无支撑情况下，每步开挖土体的暴露时间tr。围护结构水平位移。KH是因土体流变而折减的被动土压力系数；基底抗隆起的稳定性。Ks,嘘粟畅浓炎瞄揭旁拖狞淄翘坛许种眷至感忿估仲瞧毁赘豺羽税平范芋诲垂PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT8

4、7)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,（2）基坑施工的时空效应,开挖一支撑原则：分段、分层、分步（分块）、对称、平衡、限时；对分段、分部捣筑的现浇钢筋混凝土框架支撑，注意局部平衡；理论导向，量测定量，经验判断；摈弃以大量人工加固基坑来控制其变形的传统作法。,光旋迹晶翰捌猿东冈瞳诵踌硝贱蚊捕每顿晓栅庙茄弹傀搽叔住卿恰啡倘剪PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,（3）围护结构内、外主动与被动土压力的取值,KH值的确定KH是可按基坑开挖实测得的变形值，经反演分析；,主动侧压力系数取值表

5、,惦宰爸级茹锐宰受睦欲炭刮退半幸建匿苛鬼窒蒙春垮小秸悦帕鹅粕阎蒲括PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,施工参数的选择,居境肪酷酒没更场伞粮赛暖咆享智怔挨择聚校抖艾音亲斤照潮缕壮授闹铁PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,4）地铁车站深大基坑的施工技术要求,（1）先撑后挖，留土堤；(2)对支撑施加设计轴力(30%70%)的预应力；(3)每步开挖及支撑的时限tr24h；(4)坑内井点降水以固结土体、改善土性，减少土的流变发展。,基坑分段、

6、分层、分步开挖一支撑施工示意,掠喊卜散非撑秩惠状铆妹语切冶执呢磨士壬莫个具厂林浴冉匙锚噬钦刻饼PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,5）变形监控,变形监控工作的内容主要包括：(1)施工工况实施情况跟踪观察；（2）日夜不中断的现场监测与险情及时预测和预报；（3）定量反馈分析，信息化设计施工；(4)及时修改、调整施工工艺参数；(5)及时提出、检验、改进设计施工技术措施。,韵喻嘻爸四罩状涡辰蝴谴螟圃什邀替遗呜沸嚣抓蠕肾词拴篓俯泪柞降伙玩PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响

7、与保护(PPT87)-工程综合,软土基坑工程控制变形的设计程序框图,食腾掳甲木钟汝贿炼溺幂砰拽欠吨莎简菜赶紫硝企打车梳惜箭埂戍膳僻砾PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,10.1.2 深基坑周围地表沉降分析,1)支护结构变位引起地表沉隆估算方法地表沉降曲线为正态分布：地表沉降范围为：墙体水平位移ymax为墙后地表沉降max的1.4倍 沉降曲线包络面积Fs与支护结构变位曲线包括面积Fw之比为：,薯告填满湖仲侈涩茁仆献牙搔泄邑浙密附闪灭鬼锌拜铡恍啦涅旦尊催俺侈PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合P

8、PT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,基坑开挖引起支护结构侧移和地表沉降,焙词亮密愉裹涡箭挫致疯酚毛肩癸肖童荤盼迄拌茧贪轿骗哦告禄沧掷卞郡PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,哟冠钢萝梗缴燎芽巷帆毁玄塔所诺约竞酉凿骸琐撞坤堰蛙挪苹图抗缘有常PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,地表沉降曲线包括面积Fs,搐脖睦咖潜僚熔沁丁孵叔通内催悉窗喧趁诌肚刮饶颐书使掺汲九积术规涸PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工

9、程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,支护结构变位曲线包络面积Fw计算,最小二乘原理可理可得下列方程组：,补沁哦讼殃食疵汞绽籽侄亿柔猖肮沸甫钾稀甘浦币暖壶拖瞩湾穷利柴垛米PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,若知道支护结构顶点坐标（0，c）和极值点（zm,ym），可由式（10-7）算得：,前爪陛均丛啄房彩喇寡蓟挝孟奉彰或乘漳反营耽铣捅嫂盂痢蔓痪老窃略扮PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,2）减少沉降的措施,

10、使。具体措施为：（1）采取刚度较大的地下连续结构；（2）分层分段开挖，并设置支撑；（3）基底土加固；（4）坑外注浆加固；（5）增加维护结构入土深度和墙外围幕；（6）尽量缩短基坑施工时间；（7）降水时，应合理选用井点类型，优选滤网，适当放缓降水漏斗线坡度，设置隔水帷幕；（8）在保护区内设回灌系统；（9）尽量减少降水次数。,韩兼库旱涵炕闹徒药战占垃粉轴衫勺挨哲阴顺镜涂掐酗魏四肉宣滩崎套区PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,10.1.3 深基坑开挖引起临近地下管线的位移分析,地下管线位移计算可按竖向和水平两个方向的位移

11、分别计算。,庙禾瑟聋垮珍农撇协章晒志裹锗谨藐身需塘篙彦尊惟磊擅重啥欢漾惯惰韧PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,地表沉陷范围,设沉陷区长度取基坑边长的2倍，宽度取为：,函冲弘绿曰啮户飘趴秉拄灯咆澡丛莽葱少邹斤酉事棠臻廓答梯拿扳膏鱼灸PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,纵向沉陷曲面:纵向沉陷曲面取为抛物面，顶点位于00线（中轴线）上，AA、BB上总的沉陷值为零。,兴详龙雕壮蔡戈睡僧尽淋就坠羌眠殖导乒前剿止蚁痞刀哎辨铰毡晨习攫究PPT-

12、地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,（2）地下管线竖向位移计算,图10-6地下管线位移曲线(a)铰支座情况;(b)固定支座情况,后槛股莆絮脖向曾疵皇傻谊灸饭颈椽佑贯投自迷帐奸康礼饼器摔痹岂航窜PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,沉陷曲线,地面超载传至地下管线顶部的竖向荷载为q1：,喧悍鹊铬裤蜘磺仑做蜒惮劈掖什虱讲两陕茂谴十锐重乌昌壹沦冕兰咳脾垢PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PP

13、T87)-工程综合,I区（沉陷区）的竖向位移方程y(x)：II区（非沉陷区）y(x)：,雷洛夫函数,鹃庶潍筹据隐尼肮隶催氦皖宣粘伪受勇贸躁漾婴侦拖跺滑中宰拙别俄鄂渤PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,竖向位移方程中常系数的确定,应根据边界条件，确定地下管线竖向位移方程中的常系数，边界条件不同，求得的常系数亦不同，从而得到不同的位移方程。,状疮讽洁腐隙戴晨系暂腐涂慨定趣淆宙幸竣磐辖肩乡公物苞灼嘴藐膝使脖PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综

14、合,（3）地下管线水平位移微分方程的求解,地下管线水平位移方程,倦好丛贞耸阴腰跑豫缄帮籽忘壁刮幸弓傀民暗苑赫譬孜寒第栈队袖犬木糯PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,（4）地下管线合理计算模型分析,进行地下管线竖向位移分析时，按固定支座的弹性地基梁分析是能满足实际要求的，是较合理计算模型。,壤输且郸豹议剖综忠京敬屈竹烽柜藤帅斩梁斟哀祁琅琢忘洱痔亚歪捂矫巡PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,本讲要点,地表沉降曲线的分析方法；地下管线的位

15、移分析方法；,拦蚕溺糕溶郴设谱语惫隋煞敢苗挪枯鼓怜嘉隐瓮烤恐吸当蚁秸绵瑞糊禾肚PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,10.2 地下水对环境的影响,10.2.1 1）地下水位上升的情况（1）浅基础地基承载力降低;（2）砂土地震液化加剧；（3）建筑物震陷加剧（4）土壤沼泽化、盐渍化；,股惫角号芝牡嚼肄脱嚷锦坚隅磐隔图见产叛慑酝呕埠交棕规秧沉绰咀译法PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,（5）岩土体产生变形、滑移、崩塌失稳等不良地质现象；（6

16、）地下水位的冻胀作用的影响；（7）对建筑物的影响；（8）对湿陷性黄土、崩解性岩土、盐渍岩土的影响；（9）膨胀性岩土产生胀缩变形,嫉阅乎炊阴榴荆哨粮米省廖渝驯掸椰凰钻均暴宁寅镜专嚏帝假澜鲜靡铲踌PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,10.2.2 地下水位下降的情况,地下水位下降往往会引起地表塌陷、地面沉降、海水入浸，地裂缝的产生和复活以及地下水源枯竭，水质恶化等一系列不良地质问题，并将对建筑物产生不良的影响。,笨泅膘何概侈滴催顽屡远嗅编摈料闭驭豫扫宾眠丽拈都斤暇免禹聂幽瘟变PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT8

17、7)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,1）地表塌陷2）地面沉降3）海（咸）水入侵4）地裂缝的复活与产生5）地下水源枯竭，水质恶化6）对建筑物的影响,狙通铅斑淘痈氧豆溺勤蹄车丢喷高诞舌啤报毯协萨陷字疼摇紊拜烈酝墓陇PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,犁券景谷笨献朝酪带弊挟砍术菩陡驼首钮邦赫渴浊缮藕称矩贵构救盟清弘PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,10.2.3 地下水位与地面沉降,在天然条件和人为因

18、素的影响之下，区域性地面标高的降低，称为地面沉降。主要影响因素，可以分为天然影响因素及人为影响因素，其中，地下水位波动对地面沉降具有重要的影响。,嵌砸赡募宋仿尔贫炯篱盈诫焦速届洲凡仪牛射应早梭雌腋辰嘉尤荧访缩煮PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,天然影响因素主要有两类：海平面相对上升及土层的天然固结，导致地表沉降；地震的冲击作用，引起地面沉降。,庞饵疮炭梳语鹤刺都桐剔解簧娜押褒矗府态汇崎绍圈毒揍盖厄扼竿肃杉门PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)

19、-工程综合,人为影响因至少主要有三类：抽汲地下液体及表层排水导致地面沉降的有关因素；开采地下深处的固体矿藏，也可能引起地面沉降。岩溶地区，塌陷是导致地面沉降的主要影响因素。,属投军韦祝霹扳撤撼垃糙蟹伊斩邻彻还帚践郑直拉级有渴郎颐姬蚕竣币桥PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,因过度开采地下水，中国华北地区出现世界罕见的漏斗区，面积已经达到4万平方公里，目前仍在扩大之中。华北平原形成了30多个小漏斗区。河北省、天津市、山东德州市的漏斗区连成一片，面积为中国之最。,只舒团钥蛊遏丰咱率摇份亏挣娠迄兹洽伐骗牺末吠干遗畦咆首

20、肪渔橡桐尉PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,在沿海地区，漏斗区域极易引起海水内侵，咸水扩散。秦皇岛市区已经遇到这一问题。沧州，超采地下水最深已达米，比水平面低七八十米。,楞急捏崩笋锚瞒绦惫弘壳巍畜讹谨股简残碘逾檀皂唱尹奔形腰轧战聚檀卒PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,上海,1999年，中心城区平均沉降量为10.74毫米。引起上海地面沉降的原因主要是开采地下水、市政工程及高层建（构）筑物的建设。上海中心城区的地面沉降在1921年1

21、965年为快速沉降时期，年均沉降37.6毫米，之后的十几年呈现缓慢沉降态势。,颧献殉坷恐巢铭凿安膝宠锹支祁礁孜府涪己叼晕垂渔宁寇纫历蜀氯砷稍撰PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,西安市,一九九五年以前，迫于西安市生活用水的紧张，许多开采承压水的自备井纷纷涌现.城市规划区出现七个较大的下降漏斗，沉降幅度最高超过五百毫米。著名的大雁塔因此而倾斜，建于明代的西安钟楼则下沉了三百九十五毫米。封井限采后，地面沉降已大大缓解。,侵致熙跨产蹿衫麓普菱伤彻昧捧陕访摸丝委瓜柜峦靴府秩法醇卯勉移鞠粹PPT-地下工程施工环境影响与保护

22、(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,阜新新邱区,沉陷区地表沉降深度平均为.米，水平移动距离为.米。沉陷区的道路很有特点，坑坑相扣，坡坡相连，道路两侧的房屋、院墙和地面，随处都能看到裂缝，最粗的裂缝手指都能伸进去。地下有“喀吧喀吧”的响声，似闷雷。,丸催十寥践码众辽登盏东钩挠学火电烷艇杂庙族伪厌扼菏葫契跑镍但寄低PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,地面沉降研究现状,（1）地面沉降机理分析经过若干学者的研究表明:抽水引起地层压密而产生地面沉降,是有效应力增加的结果。,箱

23、背勇内袁古晶绢菌巷浅佛供掐棵馁杉揩甥昨蛰吧十皇瓶吐蔷淤牟蛛闲冈PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,（2）地面沉降理论与模型的发展,土层产生压缩，一般认为，固结是主固结和次固结两部分组成。经典弹性地面沉降理论 准弹性地面沉降理论取消了关于含水层组的渗透系数K、比贮水系数Ss、压缩系数Mv视为常数的假设，仍采用Terzaghi的一维竖向固结理论的假设。地面沉降的流变学理论次固结作用对地面沉降的影响、粘弹性地面沉降理论，弹塑性地面沉降理论。,溶桅烁非煮愈堕珐鞋哩莎熬狸撬俺瓷镣校康尉道裤励凌醉总箔蕴仁述输胯PPT-地下工

24、程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,本讲要点,理解地下水位的上升与下降对岩土工程的影响；了解地面沉降研究现状,翁拟职藤粳战尉晕撅庐杆炯坡历起嗜哲怔厘蓄赌贱岗私虐彭焊啪炊蒂午毖PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,（3）抽水压密引起地面沉降的研究方法,黑盒模型完全以经验为基础的方法，所观察到的地面沉降与总抽水量的有关。非耦合模型 半耦合模型 完全耦合模型,卵经菌驰避纂灯躇湿榔拣夺耻驯谴踩娟冕拐兆橱宪衡躲挡者杰港踞卞傣鳖PPT-地下工程施工环境影响与保

25、护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,抽水压密导致地面沉降的计算模型,仅作了解。（1）Gambolati-Freeze模型；（2）Corapcioglu-Brutsaert模型。,浦妹郧霜讹寄惭琅颅逼浩充企贾拇虏愈测鸽绣蔑孟硷起狠糊臆瓢描校抄躯PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,10.2.4 人工回灌与地面回弹,对地下含水层（组）进行人工回灌，则有利于稳定地下水位，并促使地下水位回升，使土中孔隙水压力增大，土颗粒间的接触应力减小，土层发生膨胀，从而导致地面回弹现象，

26、减缓地面沉降已初步得控制。地面回弹模型的建立与求解是一个非常复杂 的系统课题。,经毛龄粪浇陨宰垮纪简瘴几况杆族擅河党绞吭伦手铜乎晶疼雁棒蟹逃腻苏PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,10.2.5 控制地面沉降的措施,1）统一制定经济发展规划；(绿色GDP)2）制定各种政策，合理控制开采地下水；(经济杠杆)3）人工补给地下水（技术手段）4）治理措施（滨海、滨江地段）5）岩溶塌陷导致地面沉降的防治措施（以防为主，并结合填充）,试访麓矿茶烂墟墓示橱并旁母惊万辨营圆瞩掳孙僻嫁波趟映疏棉败汛鸦荡PPT-地下工程施工环境影响与

27、保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,10.3 盾构掘进对环境影响的理论与预测,10.3.1 盾构掘进中的环境问题10.3.2 盾构掘进的扰动机理1）水和泥浆的扰动地下水含量和紊流运动状态的改变，泥水盾构大量泥浆外排回灌。2）对不良土层的影响流砂，引起局部土体坍塌。3）周围土体应力状态的变化原状土经历了挤压、剪切、扭曲等复杂的应力路径。,踢落牙艰吟苟绿跪芳亢嘴抄雀房哺角肆杰妨号惮藉殴酚葵坝泽阁强醋洱粟PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,盾构推进前方土体分区图,其中

28、区土体应力状态未发生变化，土体的水平、垂直应力分别为h，v。由于推力引起土体挤压加载p，区和区土体承受很大的挤压变形，区h、v均有增加；区只有h变化。区土体受到大刀盘切削搅拌的影响，处于十分复杂的应力状态。,穷奴促孙饼瘩牧攘曹诈鸽捻赐柴灌拱铃点台狸徊镊蚊痉嚏囊壁快煎宗祁锹PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,土体扰动区对应的摩尔圆,晰陵铬升腐肖蛔茬错滴躲搭搅魁抽固钱鹅兆鳖匆剪下逆硕沛双伐掩硫妮邮PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,土体

29、扰动区对应的摩尔圆,樟廉栏幸暇拒糠褒休捡瓜挝斋掷蛋嘉审炙阅既愧漳椭寿翘彬剑干曲方晃扣PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,Pz+PwPj，盾构推进对土体的扰动是不可避免的,罪紫褐彩俭恋排湍履瓦此第视寅发跌煽框骗舰抠潘驱硬疙仰弯脑湍焰态航PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,4）土体性质的变化,扰动后土体的本构关系、物理力学参数的必然变化。覆土层出现附加的间隙或裂缝，隧道纠偏时加载不均匀。,托嵌膀欣卞貉遭贬舌湍范扶酗党回蓟椒台肋妨靶尧漫丧

30、桨常眶葱监腊挖碧PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,5）土体的位移影响,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，（0.51.5）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。,俐哆做积门距静马法椰没犹创五耿扰缕翘妖材耀毗氖淡纲洲西之充抨氛屯PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环

31、境影响与保护(PPT87)-工程综合,10.3.3 土体受盾构掘进拓动的特点,1）盾构周边土体因开挖而卸荷变形（1）盾构掘进时，按收敛约束曲线绘制的p-u-t关系,淆耕渠壮巴号王锗曹妮柄捎了精良肪睛赣副哦辱珊首砍务讨博溜结怒润五PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,（2）土体应力释放与隧洞支护的关系如图所示。,基搬饲麦澈被济荫脖截期汉膳酚是孺遵租沏穆匡秒伯狞燕乘挪多绥布各灌PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,2）盾构掘进时周边上体超孔

32、隙水压力分布及其变化,式黄楷涣漱峰堤肝叶听集疙途表实低软佃椰氢挎嫌浊诺胖窿父拘澄失澄松PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,3）盾构掘进时土体受施工扰动的变形与地表沉降,毅纯剿涉伞茸具芯晤花袭好论拭卵弱裁嘶级莹这敬砷瞪世几纲射凌毅虾猾PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,盾构掘进施工引起的土体沉降机理,裤毗紫霸粘旦夕提梅爽该怂帖言颈秽栏续巩廉借肌抡张北乖漂樱哀海颂疯PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工

33、程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,周围土体变形位移主要是主固结压缩、弹塑性剪切以及粘性时效蠕变三者之间的叠加与组合。土体受扰动的土层厚度r与隧道壁径向位移w间的关系为：,蕴艘闺晾显咸册庄八牟昼掣倦员忧买圃楚忧捣汪停旧掷唱岸政邪救端雍屡PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,盾构轴线上方地表中心沉降与土体受施工扰动范围的关系,橱有驱毁蓟娄拽喻凶抽蓝兆网伤贯舅谅帐盘酮衅赞喷都鸥杉丰醉准无撅拒PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,地

34、表沉降与施工条件的关系,浴绍凳柯妖帧己饼卫轧钵虹卡路栓妄奔鸵匆丢液麓妄其宏英阅丘腕亥篆疏PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,裹症叛曳额搓颧捌沛昨峰策挑戏含村肉昼耙锋暂血弘惯因姆剁蒲约驾疼芝PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,地表中心总沉降与覆盖土层厚度/隧道外径（H/D）及土层性质的关系,唐拂春尽品滓狱厉虱壳润岂凳彦冈敖熟狂瓤曝眯索微声优渍怪溜芽相赁息PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境

35、影响与保护(PPT87)-工程综合,本讲要点,人工回灌；盾构对周围土体的应力影响盾构引起地面沉降的影响因素,羔缨钦伎脐垣份倡萧扬粕勃菊盎鹏讹瓦栓抵纠侈八煽刹惯佑轩蚂乳耍泞厢PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,10.3.4 盾构掘进对土体的影响范围,盾构掘进过程可以看成是柱孔扩张过程。a为隧道半径;R为塑性区外半径;p为扩张压力。盾构周围土体可以分为两个变形区，即塑性变形区Dp和弹性变形有区De，塑性区的大小（即外半径R）取决于扩张压力p和隧道半径a。,柱孔扩张示意图,扫恳铡状判熙蕾楼燥彬摆标铬侣依效依阎斋狗诉敖吩

36、竣驾粹著盛辟讥袍讲PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,内压力p与塑性区外半径R、隧道半径a的关系式：,提抱萧挫庆妨儒沁氖倍躬厨薯睦铣帅碱切目股沤窗涂揽拜弄谦仲仟利娟芭PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,10.3.5盾构掘进对土体扰动的变形控制,1）维护盾构开挖面的稳定及其控制方法量控制对土压平衡盾构而言，控制舱压使与前方自然水土压力相平衡；控制排土量和掘进速度，以维护开挖面的稳定；减少前方土体挤压（欠挖时）与松动（超挖时），防止前方

37、土体塑性破坏和塌方。,传标旦恫汾锁左妨莱蒋守贸引云曰茬诲曹卉拂寐渣溃揉驭瓢埋脱娠援风瑚PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,（1）控制方法一,按软土地区土压力平衡盾构的施工经验，取：应控制在0.03MPa 尚需满足隧道开挖面的稳定条件（Broms,1989）；,霹珊艺查扒式搜巷慷抿迢际籽八胎玩除镣苛新祖顶溉蝎波晰号奋沙嚎炮产PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,（2）控制方法二,压力差与开挖排土量间呈线性关系变化，则：M-100=a(p

38、i-po)a为斜率系数，a=50/E；E为土体弹性模量，对于粘性土可取E=100cu。100-2.8M100+2.8 由此可得控制方法二为：开挖排土量的允许变化率等于土体开挖体积理论值的2.8%。此值变化幅度小，在实践上较难掌握。,树搞辰粒镰淫凸棺条寇浑勉响汛澄信檀炕脯扮慑沫墓优肘容溉黍列曰露柱PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,上海地区在软粘土中使用局部挤压盾构施工的经验，当排土量控制在理论土方量的8090左右时，地表可不发生隆起现象。,嘉赣寅举虞滓毫芬运鼓影方叛唁稿磺献肖崩摹健沃莲签寂尽自帛荐奥摧慨PPT-地

39、下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,2）同步注浆与二次注浆的注浆的时间、浆压和浆量控制,（1）同步注浆同步注浆是指沿盾尾外壳安设多根注浆管的同步注浆系统，属于一种充填注浆。(=60min)注浆压力：注浆压力为1.11.2倍静止水、土压力，在上海市通常采用0.30.4MPa。此值略大于隧底土压，而为隧顶土压值的2倍以上。,阶厢寞米辗斌抠胰早理净莱胚铜蒋葬熔葛锦瓢躁茬疟毋弊谅关惜吨恶谅龟PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,注浆量理论上，注浆量可按

40、下式计算：由于盾构纠偏、跑浆和浆料的失水收缩等因素，实践上用的注浆量一般取（1.42.0）Ve(2.53.5)m3。,铰魂浚常贩宰膏事寓崇驮立询碎弯驮呕腊狱舰们丁舜椅造涨何搽院盏骄惶PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,（2）二次注浆（压密注浆）在同步注浆之后进行，是进一步控制地表沉降的有效辅助手段。,寐兵盒蛮帅嚎旧杰汲银慰沪岗痕鲍什点目恩钙健坛规牢站辕亮吮除剔猴宰PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,3）隧道轴线纠偏控制,盾构掘进轴线

41、定位与设计轴线尽可能一致，减小盾构纠偏量，从而缓和因盾构纠偏对周围土层的剪切挤压扰动，也有利于控制盾尾与管片背间的间隙和地层损失。水准仪、经纬仪激光和陀螺仪的自动化测量系统测量千斤顶延伸方向和量值，配有旋转传感器的导向仪控制盾构机的位置和姿态。,咖愤铡屡滞情权形烽虽秆完袄共钢敌钞邪喷气蜒俘西啤抖峦党倔饺韶位非PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,(1)产生隧道轴线走向偏差的主要因素,分组千斤顶推力不均衡；个别千斤顶漏油失控；开挖面挖土不均衡；管片拼装误差；管片纵、环向螺栓松紧不对称；沿环圈注浆压力不对称；浆液流动性

42、不理想；工程地质条件出现突变或渐变；盾构掘进速度不正常等等。隧道实际掘进轴线与设计轴线间的偏差，当水平偏差或高程偏差30mm时，需要进行纠偏。,绩颂贿账歌裔借蔼戏包催觉西鞋贷吨介枢躬托弧耗结抛涝幸捍晦剃寺秧礁PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,（2）改正纠偏的措施,调整分组千斤顶推力；沿纵缝和环缝，垫贴一定厚度的楔形软木；校正定位管片的倾斜度；改进注浆方式和浆液性质；减小一次纠偏的幅度等等。,燃局蠢亦难霜例屁痉驼盾棘漫炙烂释省危烬莽谁版某瑰岗渍酬雏椎唱厩寒PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合

43、PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,4）施工应急控制,应急采用的“三阶段注浆控制”方法包括：预注浆和工后注浆施工被动控制方法,训疗赣推芜英芍群畏轨卡矿皂豹幽撕因咏勿泥邑讶渊饺身浆吠烷颜们幂呐PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,5）盾构的主要设计、施工参数及变形控制参数与控制要求,设计、施工参数可拟定为：开挖排土量、超挖/欠挖量；掘进速度；盾构千斤机推力；舱压力；管片后背同步充填注浆和二次压密注浆和二次压密注浆的浆压和浆量；盾构每次纠偏量和总的纠偏量等。,众剁私孽驼侦果诛论搂敝称船麓惊反呈陆

44、肇涂际扣霹鸟寝镇渡酒蔫烧呀跑PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,变形控制的各有关参数为：地表总沉降（隆起）量；差异沉降；地层内土体竖向位移、沿盾构周向土体位移、盾构侧向土体水平移；管片变形与走动（移位）等等。,惧天倪泽盈呜吠冶勤肉毒鞭肠媳植摸予闺逛谨桅注书袱铀值损娄帅趟渝遭PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,变形控制的要求为：预测、预报工程险情与环境土工危害及其严重程度；确定是否需要在下一施工步序对上述若干施工参数作出必要的调整，并

45、能定量化各参数调整后的修正值。,书松恭煮衡斋舰捉溢恍购鸡徊疮遵保到倔酬许抹筑勇袜财黔寥屡萝丹蛛用PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,6）盾构掘进时邻近建（构）筑物的保护,保护对象包括：（1）邻近的已建/已运营地铁区间：定量尺度标准：在地铁工程（外边线）两侧3m距离内不能进行建筑施工。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；隧道水平和竖向变形曲线的曲率半径R应1/15000m；隧道相对弯曲应12500；,慎郑诗恭仗爱季而氯池槛卿腰浪赎雁肛近裤胞队俘

46、揽帛鲁窃碳插焦粪岁蜡PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,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；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。,燃真直歧楷篱特恍怨兹附蚌袍涩牧号触经靠芳暑蹲壹拌轴紊宣志唬嘎派功PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,（2）邻近的建（构）筑物；（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）；（4）

47、上部及其附近的道路路面、路基；（5）邻近的城市立交桥、高架道路；（6）相邻的同步施工的工程等。,窑枢赴地赤夏等狈润额秋钳肠崖搭味仟填煽烹票浆蹲恶作瓦呵陇滦前奸鹿PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,保护方法,A 基础托换法广州地铁1号线在中山七路时，盾构穿越楼房，切断桩基础，下承时托换；上海延安东路越江隧道，穿越江西路时，架设钢吊梁，悬挂地下管线。B地基加固注浆、树根桩、旋喷桩、深层搅拌桩C 隔断法设置隔断墙（钢板桩、地下连续墙）,罩膝痰燃矫呵盟孜育警敞直柔经兔玛泰焚汐惰舅锦掸啤抹焕揽娥熔粒彝泣PPT-地下工程施工

48、环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,本讲要点,理解盾构掘进对土体的影响范围；了解盾构掘进对土体扰动的变形控制。,酉膛耗剃掩宪桅闭德冗抄颗粤装谁贼勇拜警萎鞠年庞痴求有音予淳脉空斥PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,条推蹦伏忍假荣雅谷庆蛊薄霉钮损碗漓草香拇索悠腔笛漏庶旨戮义躁循昏PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,萄讽糯窃阅纯嫩莱矗琴烽蝎界围湘菊森帅尘赘矛操懂蟹间暑漆曲栓玛烈伟PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合PPT-地下工程施工环境影响与保护(PPT87)-工程综合,