【摘 要】
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城市地铁隧道的施工不可避免地对岩土体产生扰动,引起周围地层的应力重分布和地层移动。地铁隧道的覆土厚度及开挖跨度都会对地层变形产生影响,可能会对建筑物、桩基以及地下
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城市地铁隧道的施工不可避免地对岩土体产生扰动,引起周围地层的应力重分布和地层移动。地铁隧道的覆土厚度及开挖跨度都会对地层变形产生影响,可能会对建筑物、桩基以及地下管线等产生重大危害。覆跨比是指开挖洞室上覆土层或岩层的厚度与开挖洞室跨度的比值。因此,确立合理的覆跨比是城市浅埋暗挖隧道施工的安全性和经济性的重要前提保证。论文以砂土地层地铁工程建设为背景,总结了典型砂土地层条件下浅埋暗挖法隧道开挖引起的地层变形的机理和规律,介绍了地层变形控制原理及技术措施,为区间隧道覆跨比对地层变形影响的研究奠定了理论基础。同时,对各种不同的沉降槽宽度系数公式进行了分析,绘制了不同沉降槽宽度系数计算公式下地表最大沉降值与拱顶沉降的比值与隧道覆跨比H/D的关系曲线,并通过FLAC3D数值模拟进行了验证。最后,采用有限元软件,对砂土地层标准地铁区间隧道进行数值模拟,在大量计算分析的基础上,找出了地层沉降传播、地表沉降、洞室开挖后应力重分布和塑性区分布随隧道覆跨比的变化规律。论文认为当区间隧道覆跨比H/D≥3.0时,可忽略隧道直径对地表沉降槽宽度的影响,此时可采用O’Reilly & New公式来预测地表的沉降及变形；当隧道覆跨比HD<1.5后,各经验公式预测得到的地表沉降值将大于拱顶沉降值,与理论不符,此时不应采用经验公式预测地表沉降值；在地铁区间隧道施工期间,在洞室上方1.2D(D为洞室的等效直径)的位置处才能形成拱结构,在洞室拱顶上方1.3D的位置地层沉降的曲线出现拐点。从隧道围岩的结构稳定和周边环境控制要求两个角度,给出了砂土地层地铁区间隧道的合埋覆跨比H/D的取值为2.0。
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