浅埋暗挖法地铁施工地表沉降的分析与研究.pdf

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1、第25卷第3期华中科技大学学报(城市科学版)VO1．25NO．32008年9月J．ofHUST．(UrbanScienceEdition)Sep．2008浅埋暗挖法地铁施工地表沉降的分析与研究王绍君，王伟，刘少军2(1．哈尔滨工业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨150090；2．北京市建设工程质量检测中心，北京100045)摘要：本文以在建的浅埋暗挖法施工的北京地铁五号线某标段的双线隧道为例，通过现场各实验断面实测数据的分析研究，得到在第四纪覆盖层，主要为粉质粘土的地质条件下隧道开挖过程中地表沉降、速率和拱顶沉降变化趋势。并指出在掌子面0．5D

2、～0．75D范围内，地表沉降速率增长较大，施工中应在该范围内及时进行初期衬砌的支护。通过监测数据的统计分析，地表累计沉降主要发生在掌子面2D范围内，在此区域内地表变形速率较大，超出3D后，地表变形速率趋于平缓；沿隧道纵向地表沉降最大值超前发生于主断面。其影响最大的范围是在4D～4．5D的范围内。在施_[中适时用小导管注浆法加固土体效果显著。分析结果对北京地铁后期建设和同类地层地铁施T环境控制具有重要借鉴和参考价值。关键词：浅埋暗挖；地表沉降：拱顶沉降中图分类号：TU94+．2文献标识码：A文章编号：1672—7037(2008)03—0065

3、—04目前国内许多大城市都在发展以地铁为主要工中对现场环境的监测可以适当地调整施工工艺干线的快速轨道运输系统，地铁对解决城市交通和设计参数，有效地指导地下工程施工，并且可堵塞，改变城市布局，实现城市环境和交通综合以反分析隧道结构受力情况和地层变形规律。治理，起到很大的作用。地铁所到之处楼宇兴旺、本文通过北京地铁浅埋暗挖法施工所引起的土地增值，推动了周边地区的经济发展，因此地地表沉降进行数据统计和分析，试图建立起评价铁有着越来越广阔的发展空间。随着地铁在城区地层变形对隧道结构稳定性影响的方法，为浅埋松散土介质围岩条件下的大量修建，浅埋暗挖法暗挖

4、施工的环境控制提供相应的技术支持。⋯随之发展起来。该法借鉴了新奥法的某些理论，用于隧道埋深接近于隧道直径的各种尺寸与断面1工程概况形式的隧道洞室修筑，施工起来不影响城市交通，无污染、无噪声。在地铁隧道施工中，浅埋暗挖法具有越来越广阔的发展前景。地铁建设中，人们越来越关心地铁隧道施工对城市环境的影响，已有一些关于地铁施工引起既有临近城市地下管线、房屋基础及道路交通等不能正常使用的报道，因此，准确预测及现场量测反馈施工引起的地层变形及其影响范围对指导安全施工和设计十分重要J。国内外对隧道开挖引起地层变形的研究有以图1浅埋暗挖台阶法施工Peck公式

5、为代表的经验公式、工程类比法和数值北京地铁五号线某标段浅埋暗挖法区间标准段穿分析法，目前国内同济大学对软土地层中的盾构越地坛南门广场，从既有道路下方穿过，道路交施工引起的地层变形有一些研究J，随着浅埋暗通流量较大。隧道埋深9—15m，地质勘察报告表挖施工方法的兴起，其施工中地层变形和周边建明，本区间处于第四纪覆盖层，隧道穿越粉质粘(构)筑物的沉降也日益引起重视。地铁隧道施土，车站场区地层中赋存上层滞水、潜水和承压收稿日期：2008—03—05作者简介：王绍君(1972一)，女，哈尔滨人，副教授，博士，研究方向为土木工程旋工，wangsha0j

6、un@hit．edu．cn。基金项目：“十一五”国家科技支撑计划项目(2006BAJ01B04—01一叭)。·66·华中科技大学学报(城市科学版)2008年水。浅埋暗挖法区间标准段隧道单洞为马蹄形断面约为0．75D时开始，隧道收敛和拱顶下沉两者面，复合式衬砌，覆土深度15m，采用台阶法施的变形速率已经趋于平缓，基本进入了稳定阶段。工，上台阶施工时环形开挖留核心土，如图1。这与进行初期支护，以及上半台阶的周边小导管结构仰拱主要埋置于粉质粘土层，局部穿越注浆的作用有关。隧道周围土体向隧道内的变形粉土层，底板埋置较稳定，与承压水含水层项板很小，可以

7、在较短的时间内趋于稳定，对减小地的距离均大于2m，局部饱和粉土影响较大。结表会有所帮助。但是从图3中可以看出，在掌子构顶拱主要埋置于粉质粘土层，结构较为稳定。面通过监测断面前，对应地表沉降小于拱顶沉降，侧墙以粘性土和粉土为主，稳定性较好，但受地在掌子面通过监测断面后，地表沉降加剧，不但下水的影响，可能会发生流砂、坍塌等。超过了拱顶下沉值，而且在拱顶下沉趋于稳定后，仍然以较大速率继续发展。2监测点的布置与监测时间／dl23456O沿隧道前进方向设断面D—l为监测主断面。k＼一监测断面上测点间距为5rn，隧道周围地表沉降-2监测点采用螺纹钢(=2

8、2mm)，用钻孔法使钢＼＼一一。筋埋入原土层以下。马路路面上的沉降监测点穿目4＼匠透路面，将钢筋埋设在路面冻土层以下的原状土嚣6层中。测点布设如图2。由于浅埋隧道与