深圳富水復(fù)合地層暗挖隧道施工地表沉降規(guī)律及其影響因素研究.pdf

1、深圳地鐵5號(hào)線暗挖隧道主要穿越富水復(fù)合地層,由于土層工程性質(zhì)復(fù)雜、暗挖施工工序繁雜、線路近鄰建筑物和管線密布等影響,隧道施工引起的地表沉降及其影響因素極為復(fù)雜。本文結(jié)合深圳地鐵5號(hào)線的科研項(xiàng)目,對(duì)地鐵5號(hào)線全線暗挖段地表沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析和研究。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　　 ⑴對(duì)國(guó)內(nèi)外地鐵暗挖隧道施工引起的地表沉降研究進(jìn)行了資料調(diào)研,重點(diǎn)對(duì)富水復(fù)合地層淺埋隧道施工地表沉降的機(jī)理進(jìn)行了分析,明確了隧道開挖引起地表沉降的各種影

2、響因素。
　　 ⑵結(jié)合深圳富水復(fù)合地層條件,分析了影響暗挖隧道施工地表沉降的主要因素,包括地層性質(zhì)(土體特性和地下水)、隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(隧道形狀、埋深、隧道疊加影響、初支剛度)、施工方法的影響(開挖進(jìn)尺、工作面的推進(jìn)速度、開挖方法、降水和非降水施工等)、地層損失和施工管理等。
　　 ⑶對(duì)地鐵5號(hào)線全線19個(gè)暗挖區(qū)間的地表沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析,總結(jié)得到全線縱向和橫向地表沉降分布規(guī)律。①對(duì)于縱向地表沉降,興東-留仙洞區(qū)間的地表

3、累積沉降最大,其值為688.7mm；布吉-百鴿籠區(qū)間的最大累積沉降最小,為7.8mm；總體平均值為82.3mm。地表最大累積沉降在各個(gè)暗挖區(qū)間中的分布很不均勻。若以70mm作為控制基準(zhǔn)時(shí),也僅有53.37％監(jiān)測(cè)點(diǎn)的最大累積沉降小于70mm?？梢姷罔F5號(hào)線地表沉降普遍偏大。②對(duì)于橫向地表沉降,楊美-上水徑區(qū)間的開挖影響范圍最大,達(dá)到了140.47m,其平均值也最大；翻身-靈芝區(qū)間的開挖影響范圍最大值最小,其值為28.63m；總體平均值為4

4、6.78m。隧道橫向地表沉降范圍在各個(gè)暗挖區(qū)間中的分布不均勻。由統(tǒng)計(jì)回歸分析可知,影響范圍在20m～40m間的監(jiān)測(cè)斷面數(shù)最多,占到總數(shù)的41.89％,而影響范圍超過60m的斷面占總數(shù)的18.93％。值得注意的是有5.41％的監(jiān)測(cè)斷面的開挖影響范圍超過了100m。后兩項(xiàng)數(shù)據(jù)說明,暗挖隧道在深圳富水復(fù)合地層中施工在隧道橫向造成的影響可以達(dá)到很大的范圍,需要引起足夠的重視。
　　 ⑷對(duì)富水復(fù)合地層地表沉降的主要因素進(jìn)行了深入分析。本文

5、對(duì)土層種類和性質(zhì)、土層厚度、隧道埋深、斷面形式和施工方法5個(gè)方面的影響及規(guī)律進(jìn)行歸納和總結(jié)。①按土層種類對(duì)地表沉降的影響從大到小依次為素填土、沖洪積層、坡積層、殘積層和花崗巖。②素填土土層厚度越大,地表沉降越大。沖洪積層、坡積層對(duì)應(yīng)地表沉降隨土層厚度增大而增加。殘積層土層厚度越大,地表沉降越小?；◢弾r土層厚度越大,地表沉降越小。③地表沉降隨隧道埋深的增加而逐漸加大,當(dāng)隧道埋深達(dá)到12m左右時(shí),地表沉降也達(dá)到最大值,之后隨著埋深的加大,地

6、表沉降又慢慢變小。④斷面面積越大,地表沉降越大:Ⅱ類斷面引起地表沉降的平均要比Ⅰ類斷面要大,即雙線隧洞比單線隧洞引起的地表沉降整體大,而且對(duì)于同一種斷面形式的隧洞,斷面面積愈大,相應(yīng)地表沉降亦越大.二、支護(hù)剛度越大,地表沉降越小:C型、D型、2-2型3種斷面由于采用了錨噴支護(hù),它們對(duì)地表沉降的影響相對(duì)較小,引起的地表沉降量也是同類型中較小的。⑤控制地表沉降能力的優(yōu)劣依次為雙側(cè)壁法>全斷面法>偏洞法>CRD法>CD法>中洞法>環(huán)形臺(tái)階法>