复杂环境下的浅埋暗挖洞室监测及数值计算研究

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1、第３２卷第６期世界科技研究与发展Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．６２０１０年１２月７７９－７８１页ＷＯＲＬＤＳＣＩＴＥＣＨＲ＆ＤＤｅｃ．２０１０ｐｐ．７７９－７８１复杂环境下的浅埋暗挖洞室监测及数值计算研究，１２３金龙波张二军王永波（１．中铁隧道集团三处有限公司，深圳５１８０００；２．辽宁工程技术大学，阜新１２３０００；３．大庆油田路桥工程有限责任公司，大庆１６３４５８）摘要：以深圳地铁３号线老街站东端站台扩建工程为例，通过对复杂环境下进行浅埋暗挖临时洞室开挖及长期使用过程中的现场监测，得到洞室围岩的位移以及地面沉降量的大小。基于ＦＬＡＣ３Ｄ有限差分软件中的

2、ＭｏｒｈＣｏｕｌｏｍｂ准则，对浅埋暗挖洞室引起的围岩变形进行数值计算。将数值计算结果与监测结果进行对比，证明了ＦＬＡＣ３Ｄ在此方面的可行性；为现场施工提供了合理的依据。关键词：暗挖；洞室；沉降；监测；数值计算中图分类号：Ｕ４５２文献标识码：ＡＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆＳｈａｌｌｏｗＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＥｘｃａｖａｔｉｏｎＣａｖｅｒｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎＮｕｍｅｒｉｃａｌＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｕｎｄｅｒＣｏｍｐｌｉｃａｔｅｄＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅＪＩＮＬｏｎｇｂｏ，１ＺＨＡＮＧＥｒｊｕｎ２ＷＡＮＧＹｏｎｇｂｏ３（１．ＳａｎｃｈｕＣｏ．

3、，Ｌｔｄ．，ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＴｕｎｎｅｌＧｒｏｕｐ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ５１８０００；２．ＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｘｉｎ１２３０００；３．ＤａｑｉｎｇＯｉｌｆｉｅｌｄＨｉｇｈｗａｙ＆ＢｒｉｄｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｄａｑｉｎｇ１６３４５８）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴａｋｅｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｏｆｔｈｅｏｌｄｓｔｒｅｅｔｓｔａｔｉｏｎｅａｓｔｅｒｎｐｌａｔｆｏｒｍｏｆＳｈｅｎｚｈｅｎＭｅｔｒｏＬｉｎｅ３ａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｃａｖｅｓｕｒｒｏ

4、ｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋａｎｄｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｌａｎｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｉｎｔｅｍｐｏｒａｒｙｅｘｃａｖａｔｉｏｎａｎｄｌｏｎｇｔｅｒｍｕｓｅｆｉｅｌｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｒｅｇｏｔｔｅｎｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｈａｌｌｏｗｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｅｘｃａｖａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＭｏｒｈＣｏｕｌｏｍｂｃｒｉｔｅｒｉｏｎｏｆＦＬＡＣ３Ｄｆｉｎｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｔｗａｒｅ，ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙｓｈａｌｌｏｗｕｎｄｅｒｇｒ

5、ｏｕｎｄｅｘｃａｖａｔｉｏｎｃａｖｅｒｎｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｗｉｔｈｃｏｎｔｒａｓｔｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆＦＬＡＣ３Ｄｉｎｔｈｅｓｅｃａｓｅｓｉｓｐｒｏｖｅｄ．Ａｒｅａｓｏｎａｂｌｅｂａｓｉｓｆｏｒｓｉｔｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｓｐｒｏｖｉｄｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ；ｃａｖｅｒｎ；ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ震动可液化粉砂层、中砂层，及砾砂、圆砾构成。工程范围内１引言地面线为４０～４５

6、ｍ，地下水丰富，水位高，水位变幅０５～随着城市交通越来越拥挤，堵车现象越来越严重，轨道２０ｍ，水温２６～２８℃。交通成为了人们出行的首选，也占据了公共交通的重要地３监测点布置及监测结果分析［１］位。深圳作为年轻城市，急需大力发展轨道交通以增加城市的活力。而施工过程中对地下土体的扰动，破坏了原有的３．１监测点布置平衡状态，地下土体及地表面必将发生或大或小的位移及变施工造成的地下水位下降以及区间隧道施工对土体的［２６］［７８］形。现根据深圳地铁３号线老街站东端站台扩建工程在扰动均会引起地表及围岩的位移。而这些位移是反映隧复杂环境下成功进行浅埋暗

7、挖、初支临时洞室开挖的施工情道、周边建筑物以及地下管线是否安全的重要指标之一，因［９１０］况，对施工现场隧道围岩的位移变化进行监测，并运用有限此掌握地表及围岩的位移及其变化规律是十分必要的。差分软件ＦＬＡＣ３Ｄ进行计算，从而提供一种能够准确地预测纵向每５ｍ一个断面，根据各自状况布置测点，如图１沉降量的数值方法，为施工提供合理的依据。所示为一典型断面。水平位移的测点布置在断面侧墙上，隧道的左右帮各一个；地面沉降监测点的布置以拱顶所对应地２工程背景面点为基点，向远离商场方向２５ｍ、４ｍ、５ｍ处各布置一个深圳地铁３号线老街站换乘综合体工程位于原１号线

8、地面沉降测点，共计４个；周围建筑物沉降的测点布置在隧老街站轨行线的北侧。为了实现１号线和３号线在该站同道一侧建筑物基础上，