潮位变化对上海某越江盾构隧道变形的影响规律研究
发布时间：2019-09-26 01:57
【摘要】：为了探究潮位变化与越江盾构隧道的沉降和收敛变形之间的关联性,采用数据统计分析、相关性分析和周期性分析方法,对上海某越江盾构隧道的监测数据与同时期隧道上部的潮位变化进行研究分析。研究表明:1)江中段隧道在潮位变化的作用下产生均匀沉降,其波动性与潮位起伏具有近似的周期性;2)陆域段隧道沉降变化的波动性程度与河流的距离有关;3)潮位变化引起隧道管片断面的横径和竖径产生循环的收敛变形,其横径收敛变形大于竖径收敛变形。以上研究可为越江盾构隧道设计、施工和运维提供参考。
【图文】：
约为10m。该隧道于2001年5月25日开工建设，2004年5月工程全线竣工通车，目前运营通车已经超过12年。隧道纵断面安装了光纤光栅大落差纵向沉降传感器对隧道沉降进行测量，仪器的精度为0．1mm，数据自动采集的频率为0．5h/次，全部测点布置在隧道西线上，其中测点1(K0+700)、测点2(K0+820)和测点3(K0+940)布置在陆域隧道段中，而测点4(K1+080)、测点5(K1+150)、测点6(K1+240)、测点7(K1+300)、测点8(K1+360)和测点9(K1+425)布置在江中段隧道中，而对于过渡段(测点3到测点4之间的范围)没有布置测点，测点空间布置图如图1所示。同时根据隧道上覆土层的情况，在江中段隧道里程为K1+440处安装了1台一体化隧道断面收敛仪，该断面上覆土层厚度最小，隧道截面收敛受潮位变化影响最大。利用该隧道断面收敛仪对隧道横截面的横径、竖径的收敛变形进行监测，仪器的精度为0．1mm，数据自动采集的频率为0．5h/次。图1隧道测点空间布置图Fig．1Layoutoftunnelmonitoringpoints2监测数据定性分析2．1潮位变化与同时期隧道沉降变化根据现场监测数据，绘制隧道上方黄浦江从2017年6月17日到2017年7月16日的潮位变化和同时期该隧道各测点沉降变形的时间序列曲线图，如图2和图3所示。通过对比2个曲线图可以看出，江中段6个测点的沉降值曲线的波峰和波谷与潮位曲线的波峰和波谷基本上是相互对应的，即江中段隧道沉降值波动性与潮位变化的波动性是同步变化的;在陆域段隧道中，测点1、测点2和测点3在潮位变化的作用下沉降值曲线的波动性与江中段相比相对平缓，其波动性变化并不明显。从图2和图3整体上看，隧道所有测点的沉降曲线的总体形态趋势与潮位变化的总体形态趋势是一致的，，当潮位变化曲线呈现出两端“凸起”、中间“凹陷”时，隧道各测点的
响应，绘制高低潮位差与同时期隧道各测点沉降差曲线变化的对比图，潮位差等于后一个潮位与前一个潮位之差的绝对值，沉降差等于后一个沉降值与前一个沉降值之差的绝对值，如图4所示。图2潮位变化曲线图(2017年)Fig．2Curveoftidalfluctuation(in2017)图3隧道各测点沉降变化图(2017年)Fig．3Curvesofsettlementvariationofmonitoringpointsoftunnel(in2017)图4高低潮位差与同时期隧道各测点沉降差曲线图(2017年)Fig．4Curvesshowingrelationshipbetweentidalfluctuationdifferenceandsettlementofmonitoringpointsoftunnel(in2017)从图4可以看出，江中段隧道各个测点的沉降差变化曲线基本重合，反映出在潮位变化的作用下，江中段隧道呈现出整体的上浮或者下沉，即潮位变化引起江中段隧道产生均匀沉降变形，不会对隧道产生过大的结构破坏。同时，江中段隧道沉降差曲线变化的形态趋势与潮位差曲线变化的形态趋势基本保持一致，说明江中潮位变化是引起江中段隧道沉降变形的主要影响因素;在陆域段隧道中，测点1、测点2和测点3在潮位变化的作用下沉降差变化曲线的波动性呈现微弱增强的趋势。同时根据表1的统计数据可以发现，陆域段隧道随河流的距离越近，沉降差平均值越大，沉降差的标准差越大，说明陆域段隧道距离河流越近，沉降值越离散，沉降曲线波动性越大，进而说明在潮位变化的作用下陆域段隧道沉降波动性与河流的距离有关。陆域段与江中段之间的过渡段中，测点4的沉降差比测点3的沉降差大，说明过渡段隧道受潮位变化影响的程度不同，这是由于地层条件的突变处、轴线曲率最大处以及联络通道汇集在此隧道段，在潮位变化1426隧道建设(中英文)第37卷
【作者单位】： 上海大学-上海城建建筑产业化研究中心;上海大学土木工程系;上海大学悉尼工商学院;上海市地下空间设计研究总院有限公司;
【基金】：上海市科委重点项目“大数据专项”(13511504803) 上海市国资委重大科研项目(2014008)
【分类号】：U455.43
本文编号：2541757
【图文】：
约为10m。该隧道于2001年5月25日开工建设，2004年5月工程全线竣工通车，目前运营通车已经超过12年。隧道纵断面安装了光纤光栅大落差纵向沉降传感器对隧道沉降进行测量，仪器的精度为0．1mm，数据自动采集的频率为0．5h/次，全部测点布置在隧道西线上，其中测点1(K0+700)、测点2(K0+820)和测点3(K0+940)布置在陆域隧道段中，而测点4(K1+080)、测点5(K1+150)、测点6(K1+240)、测点7(K1+300)、测点8(K1+360)和测点9(K1+425)布置在江中段隧道中，而对于过渡段(测点3到测点4之间的范围)没有布置测点，测点空间布置图如图1所示。同时根据隧道上覆土层的情况，在江中段隧道里程为K1+440处安装了1台一体化隧道断面收敛仪，该断面上覆土层厚度最小，隧道截面收敛受潮位变化影响最大。利用该隧道断面收敛仪对隧道横截面的横径、竖径的收敛变形进行监测，仪器的精度为0．1mm，数据自动采集的频率为0．5h/次。图1隧道测点空间布置图Fig．1Layoutoftunnelmonitoringpoints2监测数据定性分析2．1潮位变化与同时期隧道沉降变化根据现场监测数据，绘制隧道上方黄浦江从2017年6月17日到2017年7月16日的潮位变化和同时期该隧道各测点沉降变形的时间序列曲线图，如图2和图3所示。通过对比2个曲线图可以看出，江中段6个测点的沉降值曲线的波峰和波谷与潮位曲线的波峰和波谷基本上是相互对应的，即江中段隧道沉降值波动性与潮位变化的波动性是同步变化的;在陆域段隧道中，测点1、测点2和测点3在潮位变化的作用下沉降值曲线的波动性与江中段相比相对平缓，其波动性变化并不明显。从图2和图3整体上看，隧道所有测点的沉降曲线的总体形态趋势与潮位变化的总体形态趋势是一致的，，当潮位变化曲线呈现出两端“凸起”、中间“凹陷”时，隧道各测点的
响应，绘制高低潮位差与同时期隧道各测点沉降差曲线变化的对比图，潮位差等于后一个潮位与前一个潮位之差的绝对值，沉降差等于后一个沉降值与前一个沉降值之差的绝对值，如图4所示。图2潮位变化曲线图(2017年)Fig．2Curveoftidalfluctuation(in2017)图3隧道各测点沉降变化图(2017年)Fig．3Curvesofsettlementvariationofmonitoringpointsoftunnel(in2017)图4高低潮位差与同时期隧道各测点沉降差曲线图(2017年)Fig．4Curvesshowingrelationshipbetweentidalfluctuationdifferenceandsettlementofmonitoringpointsoftunnel(in2017)从图4可以看出，江中段隧道各个测点的沉降差变化曲线基本重合，反映出在潮位变化的作用下，江中段隧道呈现出整体的上浮或者下沉，即潮位变化引起江中段隧道产生均匀沉降变形，不会对隧道产生过大的结构破坏。同时，江中段隧道沉降差曲线变化的形态趋势与潮位差曲线变化的形态趋势基本保持一致，说明江中潮位变化是引起江中段隧道沉降变形的主要影响因素;在陆域段隧道中，测点1、测点2和测点3在潮位变化的作用下沉降差变化曲线的波动性呈现微弱增强的趋势。同时根据表1的统计数据可以发现，陆域段隧道随河流的距离越近，沉降差平均值越大，沉降差的标准差越大，说明陆域段隧道距离河流越近，沉降值越离散，沉降曲线波动性越大，进而说明在潮位变化的作用下陆域段隧道沉降波动性与河流的距离有关。陆域段与江中段之间的过渡段中，测点4的沉降差比测点3的沉降差大，说明过渡段隧道受潮位变化影响的程度不同，这是由于地层条件的突变处、轴线曲率最大处以及联络通道汇集在此隧道段，在潮位变化1426隧道建设(中英文)第37卷
【作者单位】： 上海大学-上海城建建筑产业化研究中心;上海大学土木工程系;上海大学悉尼工商学院;上海市地下空间设计研究总院有限公司;
【基金】：上海市科委重点项目“大数据专项”(13511504803) 上海市国资委重大科研项目(2014008)
【分类号】：U455.43
本文编号：2541757
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