砂砾地层浅埋盾构隧道开挖对地表变形的影响

摘要

目的 研究隧道在不同拱顶覆土厚度、不同盾尾注浆弹性模量、不同土体强度下盾构掘进诱发地表变形的规律,并分析土拱的形成与深浅埋隧道的关系.方法 基于沈阳地铁10号线一期工程中医药大学站至松花江街站区间的勘探地质条件和开挖获得盾构开挖参数,采用数值模拟和现场实测进行比较分析.结果 在浅覆土厚度条件下,地表沉降量随着注浆弹性模量的增加而逐渐减小,地表竖向位移随内摩擦角的增大而逐渐减小.当注浆弹性模量不低于2 MPa时,模拟值与实测值近似吻合,地表沉降量随着覆土厚度的增加而逐渐减小.土拱的形成在一定程度上受内摩擦角的影响,主要成因与拱顶覆土厚度有关,隧道拱顶是否形成完整椭球体状土拱可作为隧道深浅埋划分的依据.结论 砂砾地层浅埋盾构隧道开挖时,拱顶覆土厚度、土体强度对地表变形影响很大,合理的初始注浆弹性模量,可在一定程度上改善地表变形.