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城市地铁隧道工作面开挖的地层应力分布规律
    摘  要:基于深圳地铁实测资料,系统地分析了隧道:工作面开挖的地层应力分布特征,揭示了城市地铁隧道上:作面围岩应力重分布的规律,提出了浅埋隧道围岩应力的分区概念。
    关键词:隧道工程:城市地铁隧道;地层应力;分布特征
    1  引言
    采用浅埋暗挖法开挖城市地铁隧道,其应力临测相对其变形观测较少,尤其是用来完整分析地层应力分布的量测资料十分匮乏。因此,城市地铁隧道工作面开挖的地层应力分布规律的系统研究,对地铁隧道的结构设计、施工等具有重要意义。
    本文利用深圳地铁隧道现场测试资料,拟对城市地铁隧道开挖的地层应力分布规律进行研究。
    2  测试断面的工程概况
    针对深圳地铁浅埋暗挖法部分标段,如双洞双线隧道的5,6和13标及单洞重叠线隧道的3A和3C标,地表沉降相对较大。本文选取6和3A标作为重点观测研究对象,其他标段由施工方配合观测。
6标段测试断面概况测试断面里程为左SK5+070。双线隧道中心线距为13 m。 m,上覆地层依次为素填土、中砂、粘土和砂质粘性土。 m, m。,断面为马蹄形((宽×高))。初期支护为φ22 mm格栅钢架+φ6 mm钢筋网(150mm~150mm)+250mm厚C20喷射混凝土;超前支护为φ32mm~,其布置布置在拱部150°范围。施工采用台阶法,台阶(核心土地)长度为8m。
    3A标段测试断面概况
    测试断面里程为SKi+。隧道埋深为13m,上覆地层依次为素填土、软土、中砂、砾砂和粉质粘土。其中富水砂砾层厚度为5 m,。。断面为直墙拱形(×l3m(宽×高))。初期支护为φ25mm格栅钢架+φ8mm钢筋网(150mnl~150mm)+300mm厚C20喷射混凝土。超前支扩采用注浆小管棚φ76mm~5mm加注浆小导管φ42mm~4mm,其布置范围为拱部。施工采用4步台阶法,3个台阶均设临时横撑。
    3  现场测试内容与测点布置
    围岩应力测试包括:(1)超前小导管应变测试;(2)围岩与初期支护接触应力测试;(3)孔隙水压力测试;(4)初期支护结构内力测试;(5)拱脚接触应力测试。
    超前小导管应变测试采用胶基箔式3 mmX5mm应变片; MPa土压力盒: MPa钢弦式压力计;结构内力采用钢弦式钢筋计。
    超前小导管应变测点布置是取φ32 mm× m的小导管,上、下对称布点各5个,安装在拱顶和拱腰处(设置3根补偿管)。6标段应力测点布置见图1。3A标段应力测点布置基本同6标,但因是重叠隧道,故测点数目有所增加。
图1  6标段应力测点布置
    4  工作面开挖的围岩应力变化
    围岩径向接触应力分布规律
    6标段各测点围岩径向应力历时变化趋势见图2。
图2  6标各测点围岩径向应力历时变化趋势
    图2中横坐标观测时间的正号表示已封闭成环,负号表示未封闭,以下同。