青岛地铁大跨度暗挖隧道地表沉降变形研究

摘要

城市轨道交通建设过程中，地铁车站多位于周边环境复杂的交叉路口，部分车站受道路调流、管线迁改等因素影响不得不采用暗挖法施工。而地铁车站一般埋深较浅，上方地质条件较差，采用暗挖法施工容易出现上方地表沉降过大，严重的会导致管线破裂、道路塌陷、隧道坍塌等问题。青岛地铁修建过程中，多数暗挖车站均出现地表沉降超标现象，增加了施工和管理难度，导致施工工期延长。地铁3号线是青岛修建的第一条地铁线，可借鉴的经验较少，能够为对后续线路设计、施工及风险管控提供宝贵的经验，本文基于青岛地铁3号线大量实测数据，对大跨度浅埋暗挖车站地表沉降变形规律及控制标准进行分析研究。本文主要工作及研究成果如下：
　　1、综述了浅埋暗挖隧道地表沉降变形机理，主要包括土体开挖引起的沉降变形机理、固结沉降机理、地层损失理论。
　　2、论述了地表沉降变形规律，包括纵向变形规律与横向变形规律。
　　3、总结了青岛地铁大跨度暗挖车站主要施工工法，并分析了产生地表沉降的主要影响因素，包括工程地质、地下水、工程管理、隧道覆跨比等，并提出了几点主要控制措施，包括地层预加固、采用合理的施工方法、加强施工组织管理等。
　　4、分析得出大跨度暗挖车站两侧导洞开挖时，地表沉降量普遍较小，基本在-10 mm以内，进行中部或中导洞开挖时会产生较大地表沉降，受地质条件变化的影响，沉降较大的可达到-30 mm以上。
　　5、通过对各车站土石方开挖过程中地表沉降变形曲线进行非线性拟合，发现采用一元三次多项式拟合效果较好，相关系数基本在0.95以上。但同样可看出，各车站地表沉降变化曲线拟合后得出的公式系数差异性较大，普适性较差。
　　6、分析得出青岛地铁大跨度暗挖车站地表横向变形沉降差异性较大，但个别车站仍有一定规律可循，如湛山站与万年泉路站基本符合Peck地表沉降槽变形规律，浮山所站与君峰路站正上方属于整体下沉型，中山公园站与清江路站两侧导洞上方地表沉降大于中线上方，呈W型。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 本文研究的主要背景与意义

1．2 青岛地铁大跨度暗挖隧道地表沉降研究现状

1．3 本文主要研究内容和技术路线

第二章 浅埋暗挖隧道地表沉降变形机理

2．1 土体开挖引起的沉降机理

2．2 土体的固结沉降理论

2．3 地层损失理论

2．4 地表沉降变形规律

2．4．1 横向变形规律

2．4．2 沉降随开挖面掘进的纵向变化规律

2．5 本章小结

第三章 青岛地铁大跨度暗挖隧道地表沉降规律分析

3．1 青岛地铁工程概况

3．1．1 设计概况

3．1．2 工程地质概况

3．1．3 水文地质概况

3．1．4 青岛地铁大跨度暗挖隧道主要施工方法

3．1．5 监测情况概述

3．1．6 监测数据分析方法

3．2 纵向地表沉降规律

3．2．1 全过程地表沉降分析

3．2．2 地表沉降变化曲线拟合分析

3．3 横向地表沉降规律

3．4 青岛地铁大跨度暗挖隧道地表沉降控制标准分析

3．5 本章小结

第四章 青岛地铁大跨度暗挖隧道地表沉降变形的主要影响因素与控制措施

4．1 主要影响因素

4．2 地表沉降控制措施

4．3 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢