地铁隧道施工对地层变形的影响——浅埋暗挖法对地层变形的影响(一)

1、地铁隧道施工对地层变形的影响浅埋暗挖法对地层变形的影响（一） 摘要:进入 21 世纪，我国地铁建设步入了快速发展的阶段， 各大城市地 铁建设项目竞相开工。 正确选择有效的地铁施工方法是地铁建设快速、 安全、有效的有力保障。施工技术的不断发展提高，已初步形成专门 的学科体系，极大地推动了地铁建设事业的快速发展。本文主要引用 深圳地铁的案例进行分析浅埋暗挖法对地层变形的影响。 关键词：地层变形浅埋暗挖法影响因素 1.浅埋暗挖法简介 施工方法对地铁车站和区间隧道结构型式的确定以及地铁土建工程造 价有决定性影响。 施工方法的选择， 受沿线工程地质和水文地质条件、 周围环境条件、线路平面位置、隧道埋置深

2、度等多种因素的制约，同 时对施工期间的地面交通和城市居民的正常生活、施工工期、工程的 难易程度等产生直接影响。 地铁区间隧道采用矿山法施工是近年来为适应城市浅埋隧道的需要而 发展起来的一种施工方法，也称浅埋暗挖法。目前在我国地铁区间隧 道建设中已广泛采用。浅埋暗挖法施工，工艺简单、灵活，并可根据 施工监控量测的信息反馈来验证或修改设计和施工工艺，以达到安全 与经济的目的。 浅埋暗挖法认为浅埋隧道按松散荷载计算，超浅埋隧道则按全土柱加 地面动、静换算荷载计算，并提倡采用岩柱理论和太沙基公式进行结 构分析计算。隧道施工时，由于承载拱效应，原始地层应力并非全部 转化为作用在结构上的荷载，作用在隧道衬

3、砌上的压力小于初始应力 （这已被大量的工程测试资料所验证） ，这是由于隧道开挖后洞室周围 地层应力释放，隧道的拱形形状及地层内部摩擦力等导致的承载拱发 挥作用，使周围地层应力重分布并产生两种变化，即一部分被释放， 另一部分向深部和其它方向转移。当施设衬砌支护后，地层应力释放 过程受到抑制，一部分释放荷载作用于衬砌结构上，这部分荷载的大 小正是需要计算的。2. 浅埋暗挖施工技术2.1 地铁隧道的主要施工技术通常在地面条件允许的情况下，地铁区间隧道宜采用明挖法，但对社 会环境影响很大，仅适合在无人、无交通、管线较少之地应用。随着 我国工程建设法规、法制的完善、对大型工程建设项目综合效益的要 求和环

4、境保护意识的提高，在城市地下铁道的建设中，因埋深条件、 周边环境条件等因素的限制，在建筑物密集的繁华市区和特殊地质地 形区段普遍要求采用暗挖法施工。浅埋暗挖法是一种适合不同断面、 造价偏低、灵活多变的施工方法，是今后应推广的施工方法。2.2 浅埋暗挖设计理论浅埋暗挖设计理论的特点是运用量测信息，反馈于设计和施工，同时 采取超前支护、改良地层、注浆加固等配套技术来完成隧道及地下工 程的设计与施工。 隧道深埋或浅埋并非单纯指洞顶与地面之间的厚度， 还应结合上覆地层的水文地质与工程地质特征、松散状况，围岩结构 特征及风化、破碎程度，断层影响的程度，结构强度以及地下水等因 素综合判定。通常，深埋隧道荷

5、载按塌落拱计算；浅埋隧道按松散荷 载计算；超浅埋隧道则按全土柱加地面动、静换算荷载计算。3. 浅埋暗挖法的应用3.1 浅埋暗挖法的应用近几年来随着城市轨道交通的发展 ,许多的地铁乘客出入口与人行地下 通道规划在一起 ,但其施工方法大多采用明挖法 ,然而在既有道路改造 中,采用明挖法和盖挖法施工占地多、 交通干扰大、地下管线拆迁量大、 容易造成环境污染。如果在上海引进浅埋暗挖法就克服了上述缺点 ,减 少了对环境的影响 ,能保证交通畅通和地下管线的正常使用。3.2 暗挖施工引起地层变形的影响因素分析 浅埋暗挖法最初应用北京地铁是在第四纪地层、无水、地表无建筑物 的条件下，采用了管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量 测、速反馈的施工原则成功应用的。在超前小导管注浆加固等辅助措 施的配合下，不断完善得到一系列辅助施工措施，目前运用的广州、 深圳地铁都是非第四纪地层，且富含地下水，伴有砂层，地表密集民 房、埋深最小达 0.8m、暗挖车站跨度达 26m 等复杂条件，因此，对暗 挖法的施工工艺和辅助工法提出了更高的要求，以此保证地铁施工对 周边环境的环保和安全要求。4. 深圳地铁案例分析本文选取深圳地铁 I期工程 6 标段为例剖析不同施工工艺对地表沉降的影响程度。4.1 工程概况6 标为双线单洞隧道，马蹄形断面 (6.2mx6.7m)，正台阶法开