浅埋暗挖法地铁施工地表沉降的分析与研究探讨.docx

浅埋暗挖法地铁施工地表沉降的分析与研究探讨摘要：我们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经过对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。并且指出在掌子面0.5D～0.75D范围内地表沉降速率增长比较大施工中应在该范围内及时进行初期衬砌的支护。经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比较大超出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。而影响最大的范围是在4D～4.5D的范围内。在施工中适时用小导管注浆法加固土体效果显著。这对北京地铁后期建设和同类地层地铁施工环境控制具有重要借鉴和参考的价值。关键词：浅埋暗挖；地表沉降；拱顶沉降中图分类号：P426.1+2文献标识码：A文章编号：我们都知道地铁对于解决城市交通堵塞实现城市环境改变城市布局和交通综合治理都有至关重要的作用。许多国内的大城市都在发展以地铁为主要干线的快速轨道运输系统。地铁所到之处楼宇兴旺、土地增值推动了周边地区的经济发展因此地铁有着越来越广阔的发展空间。随着地铁在城区松散土介质围岩条件下的大量修建浅埋暗挖法随之发展起来。这种方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形式的隧道洞室修筑施工起来不影响城市交通没有污染和噪声。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问题是铁隧道施工对城市环境的影响并且已经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。国内外对隧道开挖引起地层变形的研究有以Peck公式为代表的经验公式、工程类比法和数值分析法目前国内同济大学对软土地层中的盾构施工引起的地层变形有一些研究随着浅埋暗挖施工方法的兴起其施工中地层变形和周边建（构）筑物的沉降也日益引起重视。地铁隧道施工中对现场环境的监测可以适当地调整施工工艺和设计参数有效地指导地下工程施工而且可以反分析隧道结构受力情况和地层变形规律。本文通过北京地铁浅埋暗挖法施工所引起的地表沉降进行数据统计和分析试图建立起评价地层变形对隧道结构稳定性影响的方法为浅埋暗挖施工的环境控制提供相应的技术支持。工程概况北京地铁五号线某标注段暗挖法标注段从既有的道路下方穿过此段道路交通流量比较大。隧道埋深9到15m地质勘察报告显示本区间位于第四纪覆盖层并且其隧道穿越粉质粘土车站场区地层中有上层滞水、潜水和承压水。浅埋暗挖法区间标准段隧道单洞是马蹄形断面复合式衬砌覆土深度为15m采用的是台阶法施工上台阶施工的时候环形开挖留核心土结构仰拱埋置于粉质粘土层且局部穿越粉土层底板埋置相对较稳定与承压水含水层顶板的距离都大于2m局部饱和粉土影响比较大。结构顶拱埋置于粉质粘土层结构相对比较稳定。侧墙以粘性土和粉土为主稳定性好但由于地下水的影响可能会导致流砂、坍塌等。地表沉降的统计分析与研究通过对北京地铁五号线某段的研究表明开挖台阶掌子面距离检测主断面0.5m开始直到掌子面通过监测主断面7.5M为止期间拱顶下沉隧道收敛值不大。拱顶最大沉降值为2.2mm隧道收敛最大值是7.1mm从上台阶掌子面经过监测断面大概在0.75D时开始隧道收敛和拱顶下沉两者的变形速率都进入平缓期基本进入稳定阶段。这点跟初期支护上半台阶的周边小导管注浆有很大关系。并且隧道周围的土体向隧道内的变形很小可以再较短的时间内趋于稳定对于减小地表会有很大的帮助。通常情况下地表沉降一般小于拱顶沉降但根据一些资料显示对浅埋软弱地层特别是富水含砂地层中城市地铁隧道施工过程中地表沉降较大。在隧道上方有富水砂层存在会因为砂层松散、不稳定而造成地表下沉；如果区间内富含地下水因为孔隙水流失也会导致土体固结下沉会出现这种情况。由地质资料显示隧道上方存在一条约2m高的砂层隧道上方的上层滞水非常丰富洞内渗水十分严重。但是在隧道开挖至监测主断面时已经基本通过砂层因此可以分析出这种情况出现是由于隧道上方丰富的潜水造成的。通过后期监测可以了解到由于地下水流失造成的地表沉降在隧道已经超过监测主断面3D时仍然继续。所以在后期施工中重点调查管线漏水情况加强降水工作采取措施控制地下水的流失以减小地表的沉降。三、结论（1）经过对掌子面穿越主监测面前后的监测数据可以看出在掌子面距离监测断面前后0.5D时拱顶开始下沉、隧道收敛值都比较小往后拱顶下沉、隧道收敛以及地表下沉以较大速率增长但经过监测面0.75D后