盾構法施工中地下管線沉降監測與數值模擬分析

黃明

摘 要 在進行地鐵施工時常常會對地下的管線造成相關影響，用盾構法進行施工引起地下管線沉降規律及現場監測數據進行相關分析，檢測盾構施工對地下管線變形的影響。本文根據盾構法施工，地下管線沉降監測與數值模擬進行了相關分析與探討，希望能夠對地下施工工程提供相關幫助。

關鍵詞 盾構法 地下管線 檢測 數據模擬

中圖分類號：TU17文獻標識碼：A

0引言

城市地下遍布各種管道，在進行施工時會對地層產生相關影響，從而引起管道變形等問題，不僅會影響整體工程的進度，還會對城市的生活造成相關影響。研究盾構法施工對地下管線的沉降影響，能夠有效的對施工現場進行監測管理，防止管線過量的沉降，保證施工的安全。

1盾構法施工

盾構法是一種全面機械化的施工方式，運用盾構機在地下進行推進，通過盾構的外殼和管片承擔支撐的作用，防止在施工過程當中發生隧道坍塌的現象，前端用切削裝置，對土體進行挖掘，通過機械將土運出洞外，然后依靠千斤頂在后部進行加壓頂進，然后將預制的混凝土管片進行拼裝，以此來完成對于隧道結構的施工。盾構機械在施工的過程當中能夠對，整體起到支撐的作用，也能夠作為施工工具進行隧道的開掘。盾構施工法與普通的施工方式相比出土量較少，并且整體的工作效率較高，施工的工期短，在施工期間對于交通方面的影響較小，所以盾構法在地鐵的施工建設當中得到了廣泛的運用。成渝城市地下含有大量密集的管線，所以進行地下隧道施工的過程當中，由于對土層的開采破壞等會造成許多地下管線的變形，一旦這些地下管線變形超出一定的范圍，將會影響管線的安全，會對地下環境造成很大的影響，而管線的變形也會給城市生活帶來不便，在施工當中也會對隧道產生巨大的影響。所以運用盾構法對地下隧道進行施工時，要對地下管線的變形進行分析，充分的考慮運用盾構法進行施工，對地下管線造成的影響，通過，先進的科學技術軟件對地下巖土層進行分析，模擬地下的開采情況，結合現場數據進行監測分析，引起地下管線沉降的原因。

2管線變形的因素及施工操作

盾構法進行施工時會對地層造成破壞引起地層沉降，從造成地下管線發生變形現象。在進行施工前，要對地下管線的環境進行實地的勘測與調查，確切的了解地下管線的不同種類，深度以及鋪設年份、完好程度等信息，設置好相關檢測點要對地下管線的沉降現象進行緊密的觀測，一旦發現沉降量超出標準要及時的對地下管線進行操作，防止地下管線過量沉降。在施工當中，盾構穿過地下管線時，要嚴格的按照相關操作標準控制施工過程當中的挖掘進度以及速度，對出土量要進行嚴格的把控。采用先進的科學技術，運用信息化進行施工，根據現場環境及時地調整施工參數。

3數據檢測

施工時要對整體工程的概況有所了解，對于施工區間隧道的具體數值參數，地層的沉積層物質要進行詳細的了解。進行合理的監測管理，主要掌握盾構掘進面與管線前后40米范圍內管線的變化情況，要合理的布設沉降監測點。通過監測點的數據信息，對管線的沉降變化進行分析，可以看出，在盾構刀盤到達管線錢先是龍起變形，然后當盾構刀盤通過管線逐漸增加沉降量，在盾構刀盤通過時，沉降量會達到最大值，然后逐漸變為平穩。一旦盾構機超開挖，就要及時地對管線進行注漿操作，避免管線過量的沉降。

4有限元計算模型

根據Peck沉降槽寬度估算公式，結合具體的施工現場土地條件，來對模型的橫斷面進行估算，通過無線緣法時，模型能夠更加符合具體的實際施工條件，然后進行相關模擬計算。運用ABAQUS對施工工程進行模擬分析，通過相關計算模擬施工過程當中的相關數值，對數值模擬的結果進行相關分析，然后將具體的監測數值與模擬數值進行對比，盡量減少相關數值的差距，就可以通過建立的有限元模型來模擬盾構施工過程當中，對地下管線的影響，通過相關數值的計算，能夠對管線變形進行相關預測，從而在施工過程當中及時的進行調整。在管線允許變形的范圍內進行安全的施工，通過模擬數值有效的反應地下管線變形的規律，運用三維數值模擬整體施工的過程追蹤地層進行沉降的規律，ABAQUS建立三維動有限元模型能夠較好的，模擬在地下隧道挖掘過程當中產生的變形及應力。通過相關數值的模擬，能夠為盾構機，在施工過程當中，對地下管線的沉降數值進行模擬，使地下施工能夠在允許的范圍內安全的運行。

5結語

通過盾構法對地下隧道進行開掘，會對地下管線造成影響，根據現場監測的數值，運用有限元計算模型對地下施工過程進行模擬計算，將地下施工過程當中的受力情況進行模擬，通過對比實際勘測數值，減少模擬數據的差值，對地下管線的變形情況進行預測，為預防地下管線由于施工而造成的沉降提供相關幫助。

參考文獻

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