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《淺埋隧道施工引起的地層變形規(guī)律分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、淺埋隧道施工引起的地層變形規(guī)律分析摘要通過對淺埋隧道沉降進(jìn)行實時量測，并對其理論進(jìn)行分析整合，找出了一些淺埋隧道施工階段引起的地層變形規(guī)律，由此提出了隧道施工時控制大變形的相應(yīng)措施，取得良好的施工成果。關(guān)鍵字隧道施工沉降分層沉降淺埋暗挖法沉降槽1引言伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，越來越多的人口涌向城市，在給我國經(jīng)濟(jì)帶來高速發(fā)展的同時，也產(chǎn)生了眾多的負(fù)面效應(yīng)。人口密度增加，城市規(guī)模越來越大，基礎(chǔ)設(shè)施盡顯疲態(tài)，尤其是交通的擁堵己成為各大中型城市所共有的“重癥”。由此也對我國城市的發(fā)展產(chǎn)生很大的制約作用。同時，經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)
2、展對城市集約化程度和提高效率要求越來越高，快速有效的交通設(shè)施建設(shè)成為一個城市發(fā)展的必要條件和提高城市競爭力的重要籌碼。而與加強(qiáng)交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的要求相矛盾的是目前城市市區(qū)內(nèi)可供利用的土地面積越來越少，為解決城市建設(shè)與地面空間緊張的矛盾，以促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展和加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，尋求地下空間的開發(fā)利用成為一條擴(kuò)大城市容量和功能的有效途徑，地下排水、供電、通信、煤氣管道越來越多，城市地下交通的建設(shè)更是以其特有的各種優(yōu)勢受到人們的青睞。雖然城市地下交通隧道及地下鐵道有著諸多優(yōu)點，但由于城市環(huán)境復(fù)雜，建筑物密集，管線密布，因此在施工過程中也不可避免的對周
3、圍環(huán)境產(chǎn)生影響，比如由于隧道在施工過程中引起的地層的位移，地表沉降，并由此引起隧道開挖影響區(qū)域內(nèi)的建筑物基礎(chǔ)的沉降，造成房屋的傾斜、變形等，對開挖區(qū)域內(nèi)的管線(尤其是剛性管線)造成不同程度變形等影響。在保證城市隧道及地鐵等工程施工的順利實施的同時，也為了保證周圍既有建筑設(shè)施的安全，作為新奧法施工過程中重要組成部分的施工監(jiān)測被普遍應(yīng)用到施工過程當(dāng)中，而在諸多監(jiān)測項目當(dāng)中，地表沉降監(jiān)測被看作城市隧道監(jiān)測項目中的重中之重，由于地表沉降為開挖過程中地層下沉最為直接量化的反應(yīng)，而地層的下沉則直接影響了既有建筑及管線設(shè)施的變形甚至破壞。如路面的開裂、下陷；
4、地下原排污、輸水等管道等的破裂以至無法正常使用，且滲漏的污水等甚至影響到在建隧道的安全施工，且地表沉降監(jiān)測有著如下優(yōu)點：一、監(jiān)測簡單方便且能及時實施；二、測點布設(shè)簡單且易于保護(hù)；三、測量數(shù)據(jù)直觀且可用作施工安全的預(yù)判；四、監(jiān)測不受施工等因素的干擾等。因此在施工監(jiān)測中地表沉降監(jiān)測非常重要。然而目前，在有關(guān)監(jiān)測規(guī)程中，對于地表沉降監(jiān)測項目的規(guī)定仍然存在許多問題。1、地表沉降監(jiān)測斷面的選擇及斷面的間距規(guī)定不明確，目前通用的是監(jiān)測斷面間距根據(jù)隧道埋深確定在某個范圍內(nèi)進(jìn)行選擇；2、監(jiān)測的頻率采用同一頻率，在間距的選擇及監(jiān)測頻率當(dāng)中，未考慮施工方法及地層的
5、特性；3、就隧道洞徑對地表沉降的影響范圍考慮較為模糊。由于在相同條件下，地表的沉降量隨著隧道埋深的增加而呈現(xiàn)遞減趨勢，在某些特定地層當(dāng)中，由于隧道開挖引起的圍巖變形較小，地表沉降量也較小，且當(dāng)隧道埋深達(dá)到某一臨界值后，地表的沉降變形將極其微小，可看作地表無沉降變化，過多的地表沉降監(jiān)測將失去意義。同時，地表沉降的變化為隧道洞內(nèi)變形的間接反應(yīng)，本文將根據(jù)膠州灣海底隧道洞內(nèi)位移及地表沉降的變化，確定地表沉降與洞內(nèi)位移及隧道埋深的關(guān)系，找出青島地區(qū)花崗巖地層中，地層變形的規(guī)律，為今后類似工程建設(shè)提供借鑒及依據(jù)。2理論基礎(chǔ)隧道上覆地層的豎向沉降是由開挖后
6、的地應(yīng)力釋放、地層損失引起的。對于淺埋暗挖法則為開挖后、支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到強(qiáng)度要求前的時間段內(nèi)隧道上方一定范圍內(nèi)土體向隧道內(nèi)空移動所引發(fā)的地層整體變形。大量的現(xiàn)場量測表明，粘性土中隧道施工上方地表沉降槽可以用高斯函數(shù)擬合。一般單洞隧道的沉降曲線（圖1）定義為式中s為隧道上覆地層的沉降量；x為與隧道中線的水平距離；Smax為隧道中線處的最大沉降量；沉降槽寬度由參數(shù)i確定，i為隧道中線到沉降曲線反彎點的距離，沉降槽寬度一般為5i。i隨深度變化，即反映在同一橫斷面處隧道上方不同埋深位置的沉降槽最大值Smax和寬度不同，埋深越大，Smax越大，沉降槽寬度越小
7、，即i值越小。O’Reilly&New(1982年)在粘土中得出地表沉降槽i與的關(guān)系：式中為地表到隧道中軸線的距離。因此，可以假定：式中k為一常數(shù)，與地層條件及埋深相關(guān)；z為不同地層埋深（圖1）。Rankin(1988年)在大量土樣和現(xiàn)場量測試驗基礎(chǔ)上得出k取0.5在大多數(shù)情況下是合理的。3實例分析深圳地鐵3A標(biāo)國老區(qū)間南段暗挖隧道上覆地層自上而下依次為：第四系全新統(tǒng)人工堆積層(Q４ml)、海沖積層（Q４m+al）及第四系殘積層（Qel），下伏侏羅系中統(tǒng)（J2）凝灰?guī)r、震旦系（Z）花崗片麻巖，局部為燕山期（r53）花崗巖，Ⅴ級圍巖。3A標(biāo)地層參
8、數(shù)見表1。表1試驗斷面（圖2）位于F5′斷層位置，里程為Sk1+486。該斷層發(fā)育在凝灰?guī)r中，視厚度為4.4m。真厚度約為2.0m。斷層帶主要為灰綠色
