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p; 数值模拟计算结果见图 4, 图 5。图 4 表明单条隧道开挖后, 造成了地表下陷, 土层沉降对称分布, 最大沉降出现在施工隧道中心轴线处, 隧道上方的地层沉降随深度增加而增加, 在接近隧道衬砌顶端位置达到最大, 在隧道下方土体出现向上的位移, 在隧道衬砌底端达到最大。由图 5可知地表最大沉降为 12.00 mm。
3.2.2 二条隧道都开挖后的地表沉降
数值模拟计算结果见图 6, 图 7。计算结果显示, 隧道轴线正上方地表沉降最大, 向左右沉降分别逐渐减小, 由于新老隧道开挖的相互影响,地表最大沉降为 22.22 mm, 比经验公式计算结果大 3.96 mm。
4 结语
通过地表沉降经验公式、有限元数值模拟等研究手段计算分析了地铁 1 号线过江隧道盾构施工对钱塘江海塘的影响, 并取得了以下成果:
1) 盾构隧道开挖引起的地面沉降受多种因素的影响, 主要有隧道覆土厚度、盾构隧道外径、开挖面压力、盾尾注浆填充率、地层物理力学性质、施工条件等。
2) 土体位移规律为: 盾构通过后, 隧道左右土体有靠近盾构的水平移动; 土层沉降对称分布,最大沉降出现在隧道中心轴线处, 隧道上方的地层沉降随深度增加而增加, 在接近隧道衬砌顶端位置达到最大, 在隧道下方土体出现向上的位移,在隧道衬砌底端达到最大。
3) 纵向地表沉降。纵向地表沉降分为 5 个阶段, 即初期沉降、盾构到达时的地面变形、盾构通过时的地面变形、盾尾空隙沉降和长期延续沉降, 其中盾尾空隙沉降和长期延续沉降占总沉降的比例为 50%～80%。
4) 横向地表沉降。①通过经验公式计算及有限元数值模拟, 得出了隧道开挖过程中地表横向沉降规律: 地表沉降呈对称分布, 隧道轴线正上方地表沉降最大, 向左右沉降分别逐渐减小。②有限元数值模拟第一条隧道开挖后, 钱塘江北岸明清鱼鳞石塘表面最大沉降为 18.26 mm。③两条隧道都开挖后, 地表沉降具有对称性, 最后的综合沉降最大值位于隧道中间。由于新老隧道开挖的相互影响, 钱塘江海塘表面最大沉降为 22.22 mm,比经验公式计算结果大 3.96 mm, 验证了有限元数值模拟的有效性和合理性。
参考文献:
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