淺埋暗挖地鐵隧道施工地表沉降規(guī)律分析

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1、專業(yè)知識分享版摘　要：為了研究大連地鐵２０２標段促進路站－春光街站暗挖區(qū)間人工素填土地段單雙線隧道施工地表沉降規(guī)律，通過現(xiàn)場實測和數(shù)據(jù)分析整理的方法，在地鐵隧道開挖期間建立了地表沉降監(jiān)控量測測站，運用精密水準儀進行３個月的監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果表明淺埋暗挖隧道在開挖期間地表沉降最大位置處于隧道中心線的正上方，沉降量約為２５．６６～３１．８２ｍｍ．提出了距跨比β的概念，距跨比β的有效工程取值范圍－４＜β＜４，地表沉降與距跨比β密切相關(guān)，其中－２＜β＜２地表沉降劇烈階段，約占整體變形的６７．５～７７．６％，沉降速率約達０．８４～０．９３ｍｍ／ｄ．建議應(yīng)加強監(jiān)測頻率，增加現(xiàn)場巡視．現(xiàn)

2、場測試結(jié)果與文克爾地表沉降計算模型相吻合，監(jiān)測成果對大連地鐵及類似的淺埋暗挖隧道建設(shè)有借鑒作用．關(guān)鍵詞：地鐵隧道；人工素填土；地表沉降；文克爾沉降模型０　引　言隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展和城市化步伐的加快，我國的地鐵建設(shè)進入高速發(fā)展時期．在地鐵隧道施工過程中不可避免地擾動隧道周圍的地層，產(chǎn)生地表沉降，嚴重時將影響到周邊建筑物和地下管線的安全［１－３］．國內(nèi)外學者展開了許多地鐵隧道施工引起地表沉降變形方面的研究［４－５］，對指導(dǎo)工程建設(shè)具有重要的理論與實際意義．由于大連地鐵２０２標段促春區(qū)間是在人工素填土層中的地鐵隧道施工，地層含水量大，地層軟弱，底下管線密布，因此，對人工素

3、填土地層中隧道施工引起的地表沉降規(guī)律進行總結(jié)研究，有著非常重要的理論和現(xiàn)實意義．１　工程背景大連地鐵２０２標段促進路站至春光街站區(qū)間設(shè)計范圍為里程ＤＫ１１＋３６５．９４５～ＤＫ１２＋０１３．３５０，區(qū)間地貌為剝蝕低丘陵、沖洪積溝谷，地形起伏較大，整體上看中央高，兩側(cè)低，地面高程７．６９～２２．７８ｍ．沿線穿越街道、工廠、居民住宅區(qū)，建筑物密集，管線、管道眾多．本文以暗挖區(qū)間為主要研究對象，右線先于左線開挖．左、右線隧道長分別為７３２．１２７ｍ和７３４．２７３ｍ．隧道主體橫斷面為單拱圓形斷面，斷面尺寸為６．３×６．５ｍ．隧道范圍內(nèi)上覆第四系人工堆積層（人工堆積素填土、雜填

4、土層），第四系全新統(tǒng)沖洪積層（卵石層），第四系上更新統(tǒng)坡洪積層（粉質(zhì)粘土），下伏震旦系五行山群長嶺子組強（全風化巖、強風化巖、中風化巖）．隧道斷面范圍上方自上而下分別為：素填土（０．５０～１１．００ｍ）和雜填土層（１．４０～８．５０ｍ），卵石層（０．７０～１３．３０ｍ），粉質(zhì)粘土（１．１０～１１．００ｍ），全風化巖（２．２０～２９．６０ｍ）．采用新奧法臺階法施工，上、中、下三個臺階依次進行施工，每次進尺１ｍ．暗挖結(jié)構(gòu)超前支護采用超前小導(dǎo)管注漿對地層進行預(yù)注漿加固．施工后，及時進行隧道初期支護，支護方式采用立鋼拱架和掛鋼筋網(wǎng)噴混凝土方法，初期支護貫通后即采用二次襯砌．２　

5、地表沉降監(jiān)測方案在隧道地表上方每隔３０ｍ布置一個觀測斷面，每個斷面布置１２個點，沿著隧道軸線垂直方向地表均勻布置，間距為１．５ｍ，采用萊卡ＤＮＡ０３電子水準儀按照二級水準要求進行地表沉降觀測，自從２０１１年１１月１日到２０１２月１月３１日，共計９０天的觀測，為了便于分析，選取ＤＢ０３、ＤＢ０４、ＤＢ０５個斷面數(shù)據(jù)進行分析．３　監(jiān)測結(jié)果分析３．１　右線隧道開挖沿著隧道方向地表沉降分析使命：加速中國職業(yè)化進程專業(yè)知識分享版為了便于分析總結(jié)規(guī)律，以監(jiān)測斷面為基準，當掌子面通過監(jiān)測斷面后，掌子面與監(jiān)測斷面的距離為正值；當掌子面未通過監(jiān)測斷面時，掌子面與監(jiān)測斷面的距離為負值．設(shè)掌

6、子面與監(jiān)測斷面間的距離為Ｌ，隧道拱徑為Ｄ，即為拱跨，定義Ｌ／Ｄ比值為距跨比β，即β＝Ｌ／Ｄ（１）斷面間距為３０ｍ，隧道拱跨距離為６．３ｍ，得出距跨比β的取值范圍為－４．８＜β＜４．８．２０１１年１１月１日建立測站ＤＢ０３、ＤＢ０４、ＤＢ０５，隨著隧道開挖掌子面逐漸逼近、達到、通過監(jiān)測斷面，地表沉降逐漸發(fā)展直至穩(wěn)定；此后左線開挖，歷時９０天于２０１２年１月３１日通過ＤＢ０５監(jiān)測站監(jiān)測的地表最終穩(wěn)定．其曲線如圖１所示，當－４＜β＜－２時，各觀測斷面各監(jiān)測點出現(xiàn)明顯沉降，ＤＢ０３最大沉降點位于右線隧道中心線正上方測點ＤＢ０３０４，量為４．６７ｍｍ，約占總沉降量的１６．６％，Ｄ

7、Ｂ０４最大沉降點位于右線隧道中心線正上方測點ＤＢ０４０４，量為３．４３ｍｍ，約占總沉降量的１０．８％，ＤＢ０５最大沉降點位于右線隧道中心線正上方測點ＤＢ０５０４，量為４．０４ｍｍ，約占總沉降量的１５．７％；當－２＜β＜２時，各觀測斷面各監(jiān)測點出現(xiàn)急劇沉降，ＤＢ０３最大沉降點位于右線隧道中心線正上方測點ＤＢ０３０４，量為１９．３６ｍｍ，沉降速率可達０．８９ｍｍ／ｄ，占總沉降量的６７．５％；ＤＢ０４最大沉降點位于右線隧道中心線正上方測點ＤＢ０４０４，量為２４．２４ｍｍ，沉降速率可達０．８４ｍｍ／ｄ，占總沉降量的７６．２％；ＤＢ０５最大沉降點位