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隧道开挖沉降产生的原因A
点击次数:92 发布时间:2020-01-11

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地层土体特性的影响

根据有关隧道力学理论,对于浅埋暗挖隧道,认为隧道上覆地层已无自承载能力,其荷载应全部由隧道结构来承担。但理论与实践表明,不仅土层,即使对于干砂,地层仍能形成自然载拱。

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地下水的影响

由于隧道一般均处在含水岩层中,开挖排水后易造成地下水因压力差的存在不断渗出,形成多道渗水通道,使地层持续失水,土层空隙及节理裂隙固结收缩,引起地层沉降。

 

 

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岩层应力释放

由围岩的收敛约束特性可知,随围岩收敛变形的增大,围岩施加到隧道结构上的荷载将减小。佳支护的概念就是在允许围岩产生稳定的位移条件下,使支护结构所受的力小,但新奥法的这一观点是针对具有稳定的围岩隧道而言,而对于浅埋暗挖隧道,为保证地表的变形得到控制,原则上不允许地表出现超越规定值的下沉而换取佳支护,地层预加固与及时支护且封闭成环是超浅埋暗挖隧道的关键。

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隧道作用的叠加影响

国内外实践表明,对已衬砌的隧道,当两隧道的中心线距大于2.5D(D为隧道宽度)时,两隧道之间的相互作用减弱,但若中心线距不大于2D时,则其相互作用明显。对未衬砌隧道,若中心线距为5D时,可不考虑相互作用;但中心线距不大于3D时,则必须考虑其相互作用。很明显,若两平行隧道间距小,两隧道同时开挖对地层的扰动要大于单一隧道的开挖,其结果会造成地层的突然松弛,出现大的和持续不断的变形。因此在左右线间距一定的情况下,增大两隧道的相对开挖距离是减少其作用叠加影响的关键。

施工方法

对隧道施工而言,常用的工法是上下台阶法,这种工法也是对围岩变形影响较为严重的一种施工方法(其较CRD工法引起地表沉降增大1倍),但因其操作简单,造价低,只要措施得当,一般可满足对围岩变形的控制要求。因此,国内外隧道多采用台阶法。但台阶法也多种多样,需根据不同的断面形式及地层条件谨慎选取。

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开挖进尺的影响

开挖进尺的大小实质上是工作面无支护空间的大小,其值不仅决定着拱顶沉降,而且也影响开挖面的稳定性,二者相互作用并以工作面的稳定性为基础。

 

 

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初期支护钢度

支护钢度是控制地表下沉的有效措施,尤其是对于浅埋暗挖隧道。在要求总钢度一定的条件下,地层钢度小,势必要增大初期支护钢度。对复合式衬砌结构,根据设计的荷载分配,一般结构二衬不承担施工期荷载,但根据实际施工及有关监测资料,初期支护后围岩达到稳定的时间较长,唯有二衬后,隧道才完全稳定。

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