浅埋隧道开挖洞顶岩体沉降监测及规律研究.docx

浅埋隧道开挖洞顶岩体沉降监测及规律研究
摘要：
浅埋隧道在开挖过程中，洞顶岩体沉降是一种常见的现象，它对隧道的施工和运营具有较大的影响。本论文通过对浅埋隧道开挖洞顶岩体沉降的监测数据进行分析，总结了其规律和影响因素，并提出了相应的治理措施。研究结果表明，浅埋隧道开挖洞顶岩体沉降与孔壁土体固结、隧道覆土厚度、岩土体原有应力状态等因素密切相关，治理方法主要包括加固支护、监测控制等。
关键词：浅埋隧道；开挖；洞顶岩体沉降；监测；规律
1、引言
浅埋隧道是指埋深在10米以下的隧道，通常作为城市轨道交通、宽带网络、给水给排水、天然气输送等公用设施的建设。由于其成本低、建设周期短和投资回报快等特点，在目前的城市化建设中占有重要的地位。然而，在浅埋隧道的施工过程中，洞顶岩体沉降是一种常见的现象，它会对隧道的施工和运营产生不利影响，甚至会引起支护结构的破坏，引起固有土体的坍塌。因此，对于洞顶岩体沉降的监测和治理，具有十分重要的意义。
2、浅埋隧道开挖洞顶岩体沉降的原因
浅埋隧道开挖洞顶岩体沉降是由于孔壁土体的固结和剪切导致的。在工程实践中，发现岩土体在挖掘隧道过程中，其周围的土体发生变形，导致了土体孔隙的改变，产生了土体固结。同时，岩土体沿着岩土交界面发生强烈的剪切现象，导致岩体下沉，进而引起洞顶岩体沉降。此外，隧道覆土厚度、岩土体原有应力状态等因素也会对洞顶岩体沉降产生影响。
3、浅埋隧道开挖洞顶岩体沉降的监测
为了及时掌握浅埋隧道开挖洞顶岩体沉降的情况，必须进行全面有效的监测。监测内容通常包括隧道周围土层及岩层变形量、隧道周围土体系统变形量及固结影响范围等。具体监测方法包括测斜、测深、测轴力、测压力等多种方式。通过有效的监测，可以及时发现洞顶岩体沉降的异常情况，制定相应的治理措施。
4、浅埋隧道开挖洞顶岩体沉降的影响因素
4.1孔壁土体固结
隧道周围土体的固结是影响洞顶岩体沉降的主要因素之一。在挖掘隧道过程中，隧道周围土体会发生固结现象，土体孔隙比例发生变化，同时产生内部扰动，从而导致岩土体下沉。因此，在隧道开挖过程中，必须在孔壁外部进行适当的加固，通过外部防护结构以上部分作用区进行支护，确保下沉量不会超出安全范围。
4.2隧道覆土厚度
隧道覆土厚度是影响洞顶岩体沉降的另一个重要因素。通常来说，隧道覆土厚度越大，就会产生更大的表层应力，从而导致土体孔隙比例改变，内力状态发生变化，从而影响洞顶岩体沉降。因此，为了有效地防止洞顶岩体沉降，必须控制隧道覆土厚度，并且在施工过程中采取措施，如加厚塑土墙、降低挖掘进尺等，来减少洞顶岩体沉降的影响。
4.3岩土体原有应力状态
岩土体原有应力状态是影响其抗弯和抗压能力的主要因素之一。在隧道开挖过程中，隧道周围土体的应力状态会发生变化，导致相应的破坏和塌陷。因此，在设计隧道时，必须对周围土体的原有应力状态进行充分的了解，并采取适当的预防措施，以确保洞顶岩体沉降的安全性。
5、浅埋隧道开挖洞顶岩体沉降的治理
对于浅埋隧道开挖洞顶岩体沉降，目前的治理方法主要包括加固支护、延缓隧道成形进度、升高覆土厚度等措施。其中，支护加固是最常用的方法之一。通过大面积、高强度支护结构的安装，在避免洞顶岩体沉降风险的同时，可以有效地保护工人施工安全，同时加速隧道施工进度，缩短施工周期。
6、结论
总之，浅埋隧道开挖洞顶岩体沉降是一种常见的情况，对隧道的施工和运营具有重要的影响。为了掌握洞顶岩体沉降的情况，必须进行全面有效的监测。洞顶岩体沉降的影响因素主要包括孔壁土体固结、隧道覆土厚度、岩土体原有应力状态等因素。为了有效地防止洞顶岩体沉降，必须采取加固支护、控制隧道覆土厚度等一系列措施，以确保隧道施工和运营的安全性和可持续性。