深圳富水復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號線暗挖隧道主要穿越富水復合地層,由于土層工程性質(zhì)復雜、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雜。本文結(jié)合深圳地鐵5號線的科研項目,對地鐵5號線全線暗挖段地表沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了分析和研究。主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　 ⑴對國內(nèi)外地鐵暗挖隧道施工引起的地表沉降研究進行了資料調(diào)研,重點對富水復合地層淺埋隧道施工地表沉降的機理進行了分析,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)構設計(隧道形狀、埋深、隧道疊加影響、初支剛度)、施工方法的影響(開挖進尺、工作面的推進速度、開挖方法、降水和非降水施工等)、地層損失和施工管理等。
　　 ⑶對地鐵5號線全線19個暗挖區(qū)間的地表沉降數(shù)據(jù)進行整理分析,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暗挖區(qū)間中的分布很不均勻。若以70mm作為控制基準時,也僅有53.37％監(jiān)測點的最大累積沉降小于70mm?？梢姷罔F5號線地表沉降普遍偏大。②對于橫向地表沉降,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暗挖區(qū)間中的分布不均勻。由統(tǒng)計回歸分析可知,影響范圍在20m～40m間的監(jiān)測斷面數(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)測斷面的開挖影響范圍超過了100m。后兩項數(shù)據(jù)說明,暗挖隧道在深圳富水復合地層中施工在隧道橫向造成的影響可以達到很大的范圍,需要引起足夠的重視。
　　 ⑷對富水復合地層地表沉降的主要因素進行了深入分析。本文

5、對土層種類和性質(zhì)、土層厚度、隧道埋深、斷面形式和施工方法5個方面的影響及規(guī)律進行歸納和總結(jié)。①按土層種類對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、坡積層對應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,當隧道埋深達到12m左右時,地表沉降也達到最大值,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,而且對于同一種斷面形式的隧洞,斷面面積愈大,相應地表沉降亦越大.二、支護剛度越大,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,它們對地表沉降的影響相對較小,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)形臺階法>