隧道淺埋段暗挖法施工引起的地表沉降分析

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1、第30卷第11期企業(yè)技術開發(fā)2011年6月V0I_30No．11TECHNOLOGICALDEVELOPMENTOFENTERPRISEJun．2011隧道淺埋段暗挖法施工引起的地表沉降分析鄢定媛，李圓圓，向俊字(1．懷通高速公路建設開發(fā)有限公司，湖南懷化418116；2．衡桂高速公路建設開發(fā)有限公司，湖南衡陽413000；3．湖南省交通科學研究院，湖南長沙410007)摘要：文章結合具體工程，從解析和數值分析角度對隧道淺埋段暗挖法施工引起的地表沉降分析進行了分析。研究成果可為地表沉降控制提供技術參考。關鍵詞：具體

2、工程；解析解；數值分析；隧道；沉降；參考中圖分類號：U451文獻標識碼：A文章編號：1006—8937(2011)11—0053—04Surfacesettlementcausedbyexcavinginshallowlayertunnel'YANDing-yuan，LIYuan-yuan2,XIANGJun—yu(1．HuaitongDevelopmentLtd．ofExpress，Huaihua，Hunan418116，China；2HengguiDevelopmentLtd．ofExpress，Hengyan

3、g，Hunan413000，China；3HunanResearchInstituteofCommunication，Changsha，Hunan410007，China)Abstract：Combinedwitharealcase，andwiththeoreticalandnumericalsimulation，surfacesettlementcausedbyexcavinginshallowlayertunnelisinferredinthispaper．theanalysisresultswillprovi

4、desomeusefultechnicalreferenceforsurfacesettlementcontro1．Keywords：case；theoreticalsolution；numericalsimulation；tunnel；settlement；control地下工程施工不可避免地對巖土體產生擾動，巖土體變形可能造成地下設施的損害和影響地表建筑物的安全。為減少由于隧道施工而引起的不良影響，需要對巖土體變形與地表移動進行分析研究和正確的預計。本文研究的重點就是地表沉降的大小和分布方式。1地表沉降的主要影

5、響因素分析在淺埋暗挖隧道施工中，導致地表沉降的主要影響因素有地下水、地層土體、隧道施工方法、地層應力釋放、結構類型和埋深的影響、施工進度、襯砌類型等。2地表沉降預計方法分析l導致地表沉降的因素有很多，地表沉降大小不僅與隧道的埋深、斷面尺寸和施工方法、支護方式有關，還受地層條件的影響。目前為止，許多學者進行了研究。形成，f了地表沉降預計很多方法，主要有經驗公式法、數值模擬法模型試驗方法和隨機介質法等。2．1數值模擬法s(x)=sexp(一X2)(1)目前地表沉降數值計算方法有限單元法、有限差分法、邊界元法等幾種。隨著

6、計算機的發(fā)展其應用，有限元sVi酉Vi(2)法和邊界元法尤為廣泛?；谌S快速拉格朗日方法開發(fā)的有限差分程序分析軟件FLACo是一種比較好的方法，是研究隧道開挖非常實用的工具。2．2經驗公式法1969年，Peck根據實測資料(大部分為隧道開挖施工引起的地表沉降)，較系統(tǒng)地提出了即Peck公式，用于收稿日期：2011—03—09作者簡介：鄢定媛(1975一)，男，河南信陽人，大學本科，工程師，主要從事土木工程技術管理工作54企業(yè)技術開發(fā)2011年6月2．3隨機介質理論分析會引起地表的最大下沉。由于單元開挖d專的影響，

7、根根據統(tǒng)計觀點，可將整個開挖區(qū)域分解成無限多個據式(4)可知，在距離單元中心為x的地表最終下沉值無限小的區(qū)域。無限小開挖對地層影響的總和可以視為We(X)變成：整個開挖對地層的影響。因此開挖的許多無限小微元開We(X)=exp『南]d∈d(5)挖的影響總和等同于隧道開挖對地層的影響。因此，將應用疊加原理將式r(z)=Z／tan~帶入(5)式，得到此厚度、長度和寬度為無限小的開挖定義為圖2的開挖單元d毫c卜n，其中心距離地表深度為H。時的地表下沉值為：w(X)：』盟11expl【_’-I(x-J11(6)設隧道開挖初

8、始斷面為Q，隧道施工完成后，斷面由n收縮為∞。地表下沉應當等于Q引起的的下沉與∞引起的地表下沉之差，根據疊加原理，可得：w(x)=Wa(X)一W~o(X)U：半唧卜cx一㈩令唧1．_(x】(8)則公式(7)可以簡寫為：圖2開挖單元體w(x)_0【0(x，∈，-q)d毛(9)單元開挖引起的地層下沉盆地定義為單元下沉盆n地單元引起的下沉用表示We(X，Y，Z)。