盾构隧道施工与邻近建筑物相互影响研究

拟建的杭州地铁1#线线路总长61.095km，地下线约22.9km，采用双单圆盾构装配式结构。盾构隧道区间主要分布于杭州主城区，经火车东站、武林广场、延安路、杭州火车站、秋涛路、富春江路，沿线穿过繁华的商业闹市区，建筑物及地下管道密集。虽然盾构法属于暗挖施工方法，但仍将不可避免地会对周围土体产生扰动，进而引起土体变形，导致地面建筑物倾斜、开裂乃至坍塌等一系列的环境岩土问题。 本文就邻近建筑物工况下的盾构施工进行了分析与研究，内容包括：邻近建筑物工况下的盾构施工引起的地面沉降值的理论计算和分析；隧道施工中建筑物评价原则和标准的建立；邻近建筑物工况下的盾构施工数值模拟；盾构隧道邻近建筑物施工的控制措施。本文主要创新工作和观点如下： (1)在盾构施工中将土体损失简化为扰动荷载，同时考虑建筑物荷载的存在。基于弹性半空间的Boussineq解，求得扰动荷载作用下地面最大沉降和建筑物荷载引起的地面沉降。再根据叠加原理和Peck公式，进而求得邻近建筑物工况下的盾构施工引起的地面沉降值。 (2)通过建立建筑物弯曲和倾斜变形控制的地面容许沉降和容许土体损失率，来判断盾构隧道施工是否对邻近建筑物产生损坏，进而确定建筑物的损坏程度，从而采取相应的防护措施。 (3)由于建筑物基础形式的不同，邻近建筑物工况下的盾构施工与建筑物的相互影响也是不相同的。基于拟建的杭州地铁1#线，考虑到建筑物基础形式的不同，对邻近建筑物工况下的盾构施工进行了数值模拟和分析研究，得到了建筑物与隧道的相互影响规律。 (4)对于拟建的杭州地铁1#线工程，盾构掘进过程中对周边建筑物的保护宜以主动控制措施为主，同时结合实时监测措施，根据实际情况及时采取适当的工程措施以将盾构掘进对邻近建筑物的影响减到最小。