地铁隧道围岩监测及变形规律研究.pdf
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1、1662023年9 月岩土工程与勘察江西建材地铁隧道围岩监测及变形规律研究李慧敏辽宁省交通规划设计院有限责任公司,辽宁沈阳110166摘要:地铁隧道的围岩监测及变形规律研究对地铁工程的安全稳定和运营管理具有重要意义。文中通过实时监测和系统观测地铁隧道围岩的变形情况,从地表横向沉降、地表纵向沉降、拱顶沉降和洞周收敛四个角度研究了地铁隧道围岩监测及变形规律。研究结果表明,隧道结构左右两侧可能存在差异或不均匀,导致隧道左右两侧横向沉降曲线并不完全对称。在隧道开挖过程中,开挖面与隧道掌子面的距离在3倍洞径范围内为地表沉降的主要区域,也是施工引起地表沉降最为显著的区域。关键词:地铁;隧道围岩;监测;变形
2、规律中图分类号:U456.31文献标识码:A文章编号:10 0 6-2 8 9 0(2 0 2 3)0 9-0 16 6-0 3Study on Surrounding Rock Monitoring andDeformation Law of Subway TunnelLi HuiminLiaoning Provincial Transportation Planning and Design Institute Co.Ltd.,Shenyang,Liaoning 110166Abstract:Surrounding rock monitoring and deformation law r
3、esearch of subway tunnel is of great significance to the safety,stability andoperation management of subway engineering.In this study,through real-time monitoring and systematic observation of the deformation of thesurrounding rock of the subway tunnel,the monitoring and deformation law of the surro
4、unding rock of the subway tunnel is studied from thefour angles of surface transverse settlement,surface longitudinal settlement,vault settlement and tunnel convergence.The results show thatthe tunnel structure itself may be different or uneven on the left and right sides,which will lead to the late
5、ral settlement curve of the left andright sides of the tunnel is not completely symmetrical.In the process of tunnel excavation,the distance between the excavation surface andthe tunnel face is the main area of surface subsidence in the range of 3 times the width of the tunnel,and it is also the mos
6、t significant areaof surface subsidence caused by construction.Key words:Subway;Tunnel surrounding rock;Monitoring;Law of deformation0引言地铁隧道是城市交通建设重要的基础设施之一,对现代城市的高效运行起着至关重要的作用1。地铁隧道施工复杂,围岩变形监测及其变形规律研究是评估隧道稳定性和安全性的关键因素之一,具有重要的理论意义和实际应用价值2 。地铁隧道围岩监测及变形规律研究,主要是对地铁隧道工程施工过程和运营后的围岩变形进行实时监测和系统观测,以获取有关围岩变形
7、特征、变形模式、变形规律等数据,开展进一步分析解读,深人掌握地铁隧道围岩变形的本质和规律3,了解隧道施工和运营过程中围岩的响应及变形特征,进而优化支护结构设计,并采取合理措施,保证地铁隧道的稳定和安全4,优化施工方法,把控施工进度,减少围岩变形对施工的不利影响,提高施工效率和质量5-6 。为此,本文围绕施工过程中地表沉降和隧道拱顶、拱腰沉降变形现场监测进行研究,阐述了地铁隧道围岩在施工过程中的变形规律。1工程概况沈阳地铁6 号线某区间隧道采用矿山法施工,区间起作者简介:李慧敏(19 8 7-)女,河南舞钢人,硕士,工程师,主要研究方向为城市轨道交通。终点里程为K24+012.355K24+45
8、2.507。区间隧道覆土埋深6.611.3m,区间主要穿越中粗砂、砾砂、圆砾地层,拱顶土质主要为中粗砂层、砾砂地层。区间左线局部断面范围临近周边建筑物及市政管线,施工风险较大。断面尺寸8.3m(宽)8.23m(高),采用CRD法施工,初期支护采用格栅钢架,初支厚度为35 0 mm,拱顶采用双排小导管注浆支护形式,设置锁脚锚杆。2监测方案本项目主要采用DS1水准仪,比较开挖前后控制点的测量差值,获取地表沉降数据;采用全站仪先测量控制点的高程作为参考值,再测量拱顶高程,两者差值即为拱顶下沉量。为保证拱顶监测点与地表监测点对应,以5 m的间距设置一个纵向断面,并将其布置在拱顶附近。为保证施工安全,施
9、工监测控制标准为,地表沉降、拱顶沉降和净空收敛的最大值分别不超过30、20和2 0 mm,变化速率分别为2、1和1mm/d。根据监测数据做好加强支护和调整支护参数的工作。3围岩变形规律分析3.1地表横向沉降分析图1显示了K24+425断面处隧道上方地表横向沉降曲线。由图可知,隧道左右两侧的横向沉降曲线并不完全对称,主要原因是隧道结构本身在左右两侧可能存在差异或不均匀。例167岩土工程与勘察2023年9 月江西建材如,左侧可能存在更加坚硬或更加刚性的结构部分,而右侧可能存在较柔软或弱势的结构部分,这一结构不均匀性会导致左右两侧承载能力和变形特性存在差异。图中各点位的沉降均控制在10 mm以内,这
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