文章摘要：......
p; (3)盾构挤压扰动的影响。开挖、掘进时都不同程度地对土层产生挤压扰动。当盾构掘进遇到弯道以及进行水平或垂直纠偏时,也会使周围的土体受到挤压扰动,从而引起地表变形,其变形大小与地层的土质及隧道的埋深有关。
(4)管片环变形的影响。隧道衬砌脱出盾尾之后,在土压力的作用下,管片之间的防水层和缝隙会被挤压紧密,管片环也会产生轻微变形,趋向于椭圆状,这些也会导致地表的少量沉降。
(5)盾尾空隙充填不足的影响。盾尾 建筑空隙必须及时进行充填,在不稳定地层中施工时,这一点更显得重要。压浆材料的性能及充填量均影响到地表沉降及其速度。盾构施工中的纠偏或弯道施工时的局部超挖,会造成盾尾后部 建筑空隙的不规则扩大,其扩大数量难以进行估计,空隙如果无法得到及时充填,会导致地表沉降。 4 地表沉降预测公式
在盾构法隧道施工推广应用的过程中,国外专家们根据工程实例进行了大量研究,逐渐建立了以peck沉陷槽为基础的预测理论,如Attewell等方法对所选用的工程实用性较强,同时受地质条件变化的影响很大,因此公式中系数的正确取值将直接影响到这些公式的适用性。
4.1 地表横向沉降预测
peck[1]通过对隧道地表面沉降槽形状的观察以及对大量的实测数据分析,于1969年在墨西哥土力学及地基基础工程国际会议上首次提出了二维沉陷槽断面形状,如图2所示。并认为沉降槽的体积应等于地层的损失量。
(1)地表沉降横向分布的估算公式为(1)式。
因此,地面沉陷的横向分布公式可改写为(3)式。
(3)隧道地表沉陷槽宽度B则按下式计算
B=2×2·5i (4)
4.2 地表纵向沉降预测
刘建航等[5]在peck法的基础上,总结了上海地铁隧道纵向沉降分布的一般规律,提出了负地层损失的公式,得出了地面沉降量的纵向分布估算公式如(5)式。
式中 S(y)为纵向地表沉降量;y为沉降点至坐标轴原点的距离;yi为盾构推进起始点处盾构开挖面至坐标轴原点的距离;yf为盾构开挖面至坐标轴原点的距离;y′i=yi-l,y′f=yf-l,l为盾构机的长度;V1为盾构开挖面引起的地层损失(欠挖时为负值);V2为开挖面以后因盾尾空隙压浆不足及盾构改变推进方向为主的所有其它施工因素引起的地层损失。φ(x)函数可由标准正态分布函数表查得。
根据日本国内1965年以来所发表的文献,整理了因盾构施工造成沉陷槽的事例74例,惊人的是和peck的沉陷槽形状完全一致。在我国,依据北京、上海等地区的工程实例进行了大量分析,并由实际测量监测结果所绘制的沉陷槽与peck沉陷槽假定的正态分布曲线形态相符,且完全可以满足施工的精度要求。
5 工程实例分析
某城市地铁隧道,开挖断面直径6.00m,隧道埋深16.92m,通过地层为第四纪粘质粉土、粉质粘土透镜体含中粗砂。地层中贮存潜水,埋深约为14.00m,主要接受上层滞水和河水的垂直渗流和区域侧向径流补给。采用盾构法抬头掘进,地表A处在隧道走向的垂直方向上布置6个监测点,点间距为7m。这样即得到A处地表沉降量,见图3。
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