浅埋隧道暗挖法施工地表沉降研究和控制

《浅埋隧道暗挖法施工地表沉降研究和控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、浅埋隧道暗挖法施工地表沉降研究和控制　　【摘要】随着城市建设的迅猛发展，地面空间压力越来越大，为解决城市交通、停车、贸易、通讯、供水、供电等工程项目占地的重大难题，城市隧道及地下空间将被大力开发与利用。但是随着地层物质被挖出，自洞室临空面向地层深处一定范围内地层应力场将发生调整，宏观表现为地层物质的移动，施工引起的地层变位将波及地表，产生地面沉降，形成施工沉降槽，过大的地面沉降和地层变位将直接危及地面建筑物的正常使用，进而危及施工安全，因此，必须针对具体的工程，通过类比、计算和综合考虑工程实际情况相结合的办法找出相应的基准值

2、，在理论分析指导下进行有计划的监测，以监测数据为依据，对暗挖隧道进行动态管理。本文首先分析了浅埋隧道暗挖法施工引起的地表沉降与应用，并分了在设计及施工浅埋暗挖地铁隧道时应注意的事项，以供类似工程参考。【关键词】隧道工程；浅埋暗挖；地表沉降；控制引言6地表沉降问题目前仍是困扰暗挖隧道施工的难点，其所带来的环境问题以及由此引发的负面社会效应不容忽视。但是，由于地表沉降控制基准的确定随工程条件变化，在工程实践中仍处于摸索经验及工程类比的阶段。地表下沉是多因素的综合作用，在地层特性一定的条件下，尽量采取措施，做到设计、施工与地层的耦

3、合至关重要。1浅埋暗挖法施工内涵新奥法的理论是建立在岩石的刚性压缩特性和岩石的三向压缩应力，应变特性以及莫尔学说基础上的，并考虑到隧道掘进时的空间效应和时间效应提出的新理论。这一理论集中在支护结构种类、支护结构构筑时机，岩压、围岩变位这四者的关系上，贯穿在不断变更的设计施工过程中。浅埋暗挖法理论源于新奥法，但强调预支护，及时支护，控制地面沉降，保证施工和地面地下建筑物的安全，十八字方针“管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤量测”是其精髓。浅埋暗挖法机械化程度低，主要靠人工施工，机动灵活，对工程的适应性强，可作成各种结构

4、型式，在地质情况较差的情况下要采取辅助施工措施。2浅埋暗挖法引起开挖面前方土体的位移及其对周边的影响范围6浅埋暗挖法在掌子面开挖的时候对前方土体的影响大致可以分为四个阶段。在掌子面前距离所布设的测点-2～-1D（D为开挖的跨度的时候或计算直径）时，所布设的测点针对掌子面的开挖会有一定的反应，其沉降的变化量最终将是10﹪～15﹪的最终变化量。追究其原因：是由于开挖面的开挖，或者可以说在用小导管超前支护、大管棚时候带水作业，引起的水土流失，但并不严重。变量大概在3.5mm～5.25mm左右。在掌子面距离所布设的测点-1～3D的距

5、离时，所布设的地面沉降点对开挖有较强烈的反应，此时变化量、速率将是最大。其沉降的变化量最终将是60～70%最终变化量。追究其原因：是由于开挖面卸荷效应导致的。变量大概在21～24.5mm左右。在掌子面距离所布设的测点3D距离时，地表变化量趋于平缓，其沉降变化量最终将10～15%的最终变化量。追究其原因：是由于结构封闭后初期支护、二次支护起到了一定的作用。变量大概在3.5～5.25mm左右。在掌子面距离所布设的测点5D距离的时候，所布设的地面沉降增长缓慢，逐渐趋于稳定阶段，其沉降变化量最终将是5%的最终变化量。追究其原因：是由

6、于以前的开挖对土体和岩体的影响，导致在所形成隧道的环向区域内土体、岩体应力重新分布。土体、岩体的应力在趋于稳定时的过程中引起的地表沉降的缓慢稳定阶段。变量大概在1.75mm左右。其中，根据现场的不同施工方法，周围的地质环境不同，其会有相应的变化，对与岩体级别逐6渐下降时候，沉降的拐点和最大沉降量会有向后移动的趋势。因此，在现场监测的过程中，对区间隧道的开挖监测应该开挖前20米，开挖后30米进行监测，每日监测的范围大概在50米左右，但视具体的岩体情况可以增大监测范围。横向的影响范围符合Peck公式（也符合盾构在开挖过程中所引起

7、的地表沉降的变化），分布曲线似正态分布。这其中，关于沉槽宽度系数i的计算方法参考经验公式：H―为覆土厚度；R―为计算半径（对于矩形结构的等效半径为R=0.29（a+b），其中a，b分别为矩形结构的长短边，对于其它非圆形结构，其等效半径为，其中A为非圆形结构的面积。3如何有效控制地层沉降3.1拉开左右线隧道的开挖距离两隧道的中心线距≤3D时，两隧道的开挖对地层沉降会有叠加影响。软弱围岩其沉降影响范围大，建议两工作面的开挖距离控制在30m以上。此外，还应缩短开挖进尺，尤其是软弱地层隧道，开挖进尺应尽量小。根据实践经验，建议每循环

8、进尺取断面开挖宽度的0.1倍。3.2合理安排二次衬砌时间孔隙水的调整所产生的附加应力是一个漫长的递增过程。软弱富水地层，随着渗排水，地表大范围沉降，初期支护的刚度与地层刚度的相互作用会愈来愈强，因此，软土隧道应及时施作二次衬砌。深圳地铁隧道的实践表明，二次衬砌施作后，地层变位趋于稳定。3.