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城市地下空间的开发和利用是解决我国目前城市化发展中土地资源紧张的重要发展方向之一,地铁作为缓解城市交通的重要方式,在越来越多城市建设起来。快速的城市隧道工程规划和建设的同时也诱发了一系列问题,其中由于隧道施工引起的邻近建筑物破坏问题尤为突出。因此,如何在隧道修建之前确定隧道施工对沿线建筑物的安全影响,以及对隧道施工引起邻近建筑物的潜在损坏风险作出评估,这对于地铁建设规划选线和风险规避,以及采取适宜地风险控制措施具有重要的指导意义。
隧道开挖会引起周围地层移动,邻近建筑物基础及其上部结构会因地层移动而发生变形甚至破坏,因此,如何合理的预测隧道开挖引起的地层移动非常重要。首先,通过分析地表与地表以下深层土体的沉降规律,建立二者之间的联系;然后,基于Peck公式,通过引入考虑不同种类土体的参数a、掌子面地表位移释放率η和地表纵向沉降最大斜率k,提出了单、双洞盾构隧道施工诱发地层沉降的三维计算模型,并采用多个工程实例对模型进行了验证分析。
接着,考虑深层土体横向沉降槽引起建筑物的沉降和倾斜,并假设建筑物为完全柔性(即服从地表变形),结合建筑物破坏风险等级,得到了隧道施工对邻近建筑物安全影响风险范围,提出了隧道施工对邻近建筑物风险区范围的计算模型,分析了隧道直径D、基础埋深d以及地层损失率VL等参数对建筑物风险区大小的影响规律,推导得到了风险区范围以及其边界值(C/D)0和(x/D)0(C为隧道上覆土层厚度,x为建筑物距隧道中心水平距离),并采用数值软件进行了分析验证。该模型可以应用在盾构隧道施工对邻近砌体建筑物破坏风险的初步评估当中。
然后,为了对盾构隧道施工对邻近建筑物的破坏风险进行详细评估,在对建筑物结构破坏模式和损坏事故的统计分析之上,选取砖混结构和框架结构两种建筑物结构形式作为研究对象,建立不同种类建筑物变形控制指标并对隧道施工对邻近建筑物的危害性和建筑物自身的易损性进行评估,最终通过引入风险评估矩阵,建立了隧道施工对邻近建筑物的安全影响风险等级评估模型。
最后,结合两个工程实例,对提出的详细评估模型进行了验证分析。结果表明,本文所提模型具有较好的合理性和适用性。
隧道开挖会引起周围地层移动,邻近建筑物基础及其上部结构会因地层移动而发生变形甚至破坏,因此,如何合理的预测隧道开挖引起的地层移动非常重要。首先,通过分析地表与地表以下深层土体的沉降规律,建立二者之间的联系;然后,基于Peck公式,通过引入考虑不同种类土体的参数a、掌子面地表位移释放率η和地表纵向沉降最大斜率k,提出了单、双洞盾构隧道施工诱发地层沉降的三维计算模型,并采用多个工程实例对模型进行了验证分析。
接着,考虑深层土体横向沉降槽引起建筑物的沉降和倾斜,并假设建筑物为完全柔性(即服从地表变形),结合建筑物破坏风险等级,得到了隧道施工对邻近建筑物安全影响风险范围,提出了隧道施工对邻近建筑物风险区范围的计算模型,分析了隧道直径D、基础埋深d以及地层损失率VL等参数对建筑物风险区大小的影响规律,推导得到了风险区范围以及其边界值(C/D)0和(x/D)0(C为隧道上覆土层厚度,x为建筑物距隧道中心水平距离),并采用数值软件进行了分析验证。该模型可以应用在盾构隧道施工对邻近砌体建筑物破坏风险的初步评估当中。
然后,为了对盾构隧道施工对邻近建筑物的破坏风险进行详细评估,在对建筑物结构破坏模式和损坏事故的统计分析之上,选取砖混结构和框架结构两种建筑物结构形式作为研究对象,建立不同种类建筑物变形控制指标并对隧道施工对邻近建筑物的危害性和建筑物自身的易损性进行评估,最终通过引入风险评估矩阵,建立了隧道施工对邻近建筑物的安全影响风险等级评估模型。
最后,结合两个工程实例,对提出的详细评估模型进行了验证分析。结果表明,本文所提模型具有较好的合理性和适用性。