浅谈地铁施工中的暗挖施工方法

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1、浅谈地铁施工中的暗挖施工方法摘要：随着国家经济的高速发展，近年来我国地铁发展非常迅速，与此同时，浅埋暗挖法作为地铁施工的主要工法也得到了广泛地应用。众所周知，在人口密集、建筑设施密布的城市中进行浅埋隧道施工，由于岩土体开挖不可避免地对周围围岩产生扰动并引起地表发生移动和变形，当地表位移和变形超过一定限度时，势必会危及周用地面建筑物、城市道路和地下管线的安全。因此研究城市地铁隧道浅埋暗挖法施工引起的地层变形，対于减少隧道开挖对城市已有建筑设施的不良影响和保护地表环境具有十分重要的意义。关键词：地铁隧道；浅埋暗挖法；台阶法；地层变形；监控量测屮图分类号：U45文献标识码：A1.隧道

2、施工的基木力学过程隧道开挖是在存在初始应力场的地层中进行的，开挖引起地层初始应力状态的改变，即形成二次应力场，它是由地层初始应力场与开挖引起的附加应力场叠加而成的。在弹塑性应力状态下，隧道开挖后形成的二次应力状态屮分为弹性区域和蜩性区域。对于完整且强度比较高的围岩，隧道开挖后周围围岩处于弹性状态,对其影响范围可根据弹弹性力学的有关理论进行分析计算。对于破碎且强度比较低的围岩，开挖隧道后围岩处于塑性状态，对其影响范围的计算可根据弹塑性力学的有关理论进行分析。塑性应力状态的影响范I韦I较大，比弹性应力状态要多出一个塑性区的范围。而对于具体塑性区的范围，可以通过数值模拟计算得出。隧道

3、施作支护后，I韦I岩中的应力变为三次应力状态。在弹性状态下，由于支护阻力存在，使得周边围岩的应力状态，从单向地（或双向地）受力变成双向地（或三向地）受力，从而增大周边的径向应力和减小周边的切向应力，同时提高了围岩的整体承载能力。在弹塑性应力状态下，塑性区范围会随着径向阻力的增加而相应减小，说明径向支护阻力的存在对形成塑性区的范围有直接的影响并能限制塑性区域的进一步的发展。因此对开挖的隧道及时施加支护，可以减小其开挖影响范围。随着时间的推移，整个结构的应力状态将再次稳定下来，即为四次应力状态。隧道从开始掘进至施工完成这段时间内，土体开挖会破坏地层围岩内部初始的物理力学平衡状态，使

4、得施工过程中围岩内部的各种力学因素不断地发生改变，直至达到开挖完成后的新的平衡稳定应力状态。由此可知,隧道开挖屮的地层应力变化特征具冇时间效应和空间效应，与施工过程或者说是与应力路径密切相关，其应力最终状态也不是固定不变的。在隧道施工中，需要根据具体的工程地质条件选择合适的开挖方法，不可能总是采用全断面法一次断面成型，对常见的地铁浅埋隧道，由于地层破碎软弱，就必须分步开挖施工。分步开挖中，在不同时间上对应有分步施工过程，每一步开挖后就形成一种短期特定的隧洞断面，不同的施工顺序意味着对地层不同的加载形式。在隧道开挖中不断变换的洞室断面和与此相对应的不同加载形式，不仅会影响隧道开挖

5、中地层的应力、塑性区和位移变化，而且还影响隧道成型后的应力分布、塑性区大小以及地层位移状况。2隧道施工引起的地层变形理论隧道开挖引起地层变形包括了水平位移和地表沉降，而人们最关心的还是地表沉降的大小和分布。地表沉降主要由于开挖卸载时掌子面土体向隧洞内挤压所引起的，它包括开挖应力释放时掌子面土体向洞室内移动所产生的地表下沉、衬砌结构后面的空隙封闭所产生的地表下沉、隧道衬砌结构变形所产生的地表下沉和隧道结构由整体下移所产生的地表下沉。隧道开挖过程中引起的地表沉降一般由施工地表沉降、土体固结地表沉降及土体次固结地表沉降所构成，不过次固结地表沉降主要产生于隧道运营阶段，施工中可不加考虑

6、。2.1隧道施工引起的地层变形在隧道施工期间，土层的初始应力状态受到破坏，土体应力变大，使得地层发生移动。土体中出现的应力增量，尤英是剪应力的出现、增加、松弛和消失，是地层发生位移变形的主要原因。隧道施工所产生的沉降可以由“地层损失参数”来近似考虑，如果将沿着隧道开挖方向的地表断面定义为纵断面，垂直于隧道开挖方向的地表断面定义为横断面，则地铁隧道施工引起的地表纵向沉降可以看作一条累计概率曲线，地表横工程进度与成本、质量之间是相互联系的，可以说在理论上大家都知道成本与进度之间的关系是加快进度就要增加成本。因为耍采取赶工措施耍花费一定的费用：进度与质量的关系是加快进度会影响到工程质

7、量的高低，由于人、机械的高强度作业改变了施工条件，可能就会影响到质量，可是在实际的施工过程中，承包商们并没有话费心思去思考怎么样使这三者之间的关系达到一种均衡。要么重质量要么抓成本，要么赶进度，总之是没有把这三者综合考虑。假如说进度滞后了，承包商们一般都会采取赶工措施，就要花费成本，但又不想花费太多的成本，那就只能在质量上下功夫了。可是由于质量不达标得不到业主、监理、质检的认可乂返工，接着是进度又拖后了。这样依次形成一种恶性的循环，最终的结果是进度越来越拖后了，成本也越来越多。在工程项目建设