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1、盾构法隧道施工的横向沉降槽分析34铁 道 建 筑RailwayEngineeringFebruary,2008文章编号:100321995(2008)0220034204 黄金林,苏相利,王贵杰123(11华南农业大学水利与土木学院,广州 510642;21华南农业大学后勤集团,广州 510642;31聊城大学建筑学院,山东聊城 252059)摘要:地下开挖引起的地表沉降是地铁修建过程中的关键问题。以盾构法施工的广州市某地铁隧道的现场实测资料为依据,对盾构法施工引起的沉降进行了深入研究,并在经典Peck公式中引入沉降槽偏移参数。在绘出不同埋深的沉降槽实测形状的基础上,利用数学
2、方法对沉降槽的形状、影响范围、宽度系数进行了研究。关键词:盾构 沉降 宽度系数中图分类号:U455143 文献标识码:B 近年来,随着我国城市建设的发展,始修建地铁。,。目前,、经验预测,然而,由于岩土工程的复杂多样,至今没有一个能较好地适用于所有地质地形的预测方[2]法,因此,经验预测法仍然是目前比较常用的方法。[1]Peck通过对大量实测数据的研究分析后提出,地表横向沉降槽呈正态分布,地层移动由地层损失引起,施工引起的地表沉降在不排水条件下发生,故沉降槽体积应等于地层损失的体积,由此提出地表横向沉降槽的计算方法。但是未考虑长期沉降过程中的土体排水固结和蠕变次固结,以及土
3、岩复合地层中不同土层的不同位移等因素。,下部处。地质勘察报告显示隧道洞身上部地层中有50%左右的不稳定地层(包括淤泥层),隧道洞身下部地层中有88%左右的较硬岩层。根据盾构工程设计文件要求及其施工特点,考虑到施工过程会对地层产生扰动,尤其可能引起地表或附近的建筑物、管线变形或沉陷,故正常情况下,沿隧道轴线上方地面每隔5m布设1个沉降监测点。横断面正常情况下,每隔20m或30m建立1个监测横断面,在始发端、到达端、隧道穿越淤泥层段和通过地面建筑物密集段及水系地段加密监测,横向左右每5m布设1个沉降监测点,一侧布设2个点,每个横断面共设5个点,如图1。1 工程概况及测点布置本工程
4、为广州市地铁三号线某两个区间段,本文取6个断面来研究,里程号分别为YDK4+327、YDK4+387、YDK4+417、ZDK4+267、ZDK4+387、ZDK4+447,在本文中分别对应断面1、断面2、断面3、断面4、断面5、断面6。两区间沿线隧道洞身主要穿越强风化岩层、中风化岩层、微风化岩层。局部穿越及残积硬塑软土层、全图1 横向测点布置(单位:mm) 2 实测分析抽取各个监测断面的初次测量、盾构通过后第一次测量、最后一次测量的结果。如图2所示。收稿日期:2007209210;修回日期:2007211220作者简介:黄金林(1975—),男,湖南常德人,讲师,硕士。35
5、隧道为双线,左右线间距为1112～1612m,先开挖的称为先行线,后开挖的为后行线。当盾构距离监测断面较远时,地表没有明显的沉降,甚至有轻微(0～2mm)的隆起;从初次测量到盾构通过后第一次测量,地表完成了一部分沉降,但是主要的沉降是在盾构通过以后发生。同时可以发现,沉降槽并不完全对称,最大沉降点不一定出现在轴线位置,这与先行线对后行线的影响有关,也与地质情况有关。实测结果中,沉降大体上仍呈正态分布,可用Peck公式对实测沉降进行拟合。鉴于实际的沉降往往并不对称,而Peck公式是关于隧道轴线对称的,如果直接使用Peck公式进行拟合,则可能得不到较好的相关参数,故考虑在Peck
6、公式中加入一个反映沉降槽偏移的参数s,如式(1),,B反算出Peck公。)A-()B(1):x0———沉降槽偏移量,m;A、B———拟合参数。3 各监测断面的拟合优度使用函数式对实测结果进行拟合,求得回归方程,确定了自变量和因变量的关系,由于实测值并非紧密分布在拟合曲线两侧,且其紧密程度也不同,因而需要2对回归曲线的拟合优度加以判定。相关系数r便是判定回归式拟合优度的一个重要指标。从图3中相关系数的变化可知,盾构通过监测断面以前,地表沉降并不呈正态分布形式,在后期,地表沉降呈现出Peck所描述的分布形式。图2 监测断面沉降过程 图3 拟合相关系数 由图2可知隧道中线位置的
7、沉降量最大,向左右两边逐渐减小,呈正态曲线形式。Peck公式所描述的沉降沿隧道轴线对称分布,而从实测数据看,沉降并不是完全对称,而是受地质情况、先行线对后行线影响和刀盘转向等因素共同作用,广州地铁三号线盾构施工将前述监测断面拟合所得的沉降槽偏移量绘于图4中。4 沉降槽偏移量36铁 道 建 筑February,2008图4 沉降槽偏移量从图4中可见,盾构通过监测断面之后沉降槽偏移情况变化不大,偏移状况可以基本确定:①绝大部分沉降槽的偏移都在3m以内;②作为后行线的左线,其沉降槽几乎全向右偏,;量不大,且仅
