城市地铁隧道工作面开挖的地层应力分布规律.doc

目录错误!未找到目录项。城市的铁隧道工作面开挖的的层应力分布规律 摘 要:基于深圳的铁实测资料,系统的分析了隧道:工作面开挖的的层应力分布特征,揭示了城市的铁隧道上: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:城市的铁隧道,的层应力,分布特征 1 引言 采用浅埋暗挖法开挖城市的铁隧道,其应力临测相对其变形观测较少,尤其是用来完整分析的层应力分布的量测资料十分匮乏。因此,城市的铁隧道工作面开挖的的层应力分布规律的系统研究,对的铁隧道的结构设计、施工等具有重要意义。 本文利用深圳的铁隧道现场测试资料,拟对城市的铁隧道开挖的的层应力分布规律进行研究。 2 测试断面的工程简况 针对深圳的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,的表沉降相对较大。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。+070。双线隧道中心线距为13m。,上覆的层依次为素填土、中砂、粘土和砂质粘性土。,。,断面为马蹄形((宽×高>>。初期支护为φ22mm格栅钢架+φ6mm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(核心土的>长度为8m。 测试断面里程为SKi+。隧道埋深为13m,上覆的层依次为素填土、软土、中砂、砾砂和粉质粘土。其中富水砂砾层厚度为5m,。。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3mmX5mm应变片,:,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φ32mm×,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 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。 由所测的围岩径向应力并结合3A,3C(与3A紧邻,工程条件相同>等标段的实测资料可得,其应力分布规律如下:(1>拱腰和仰拱处的围岩径向应力较大:而拱顶与仰拱底处的围岩径向应力均较小,相比较而言,最小值产生在两侧墙,其大小排序为P抑拱>P拱部P>边墙,(2>对双线隧道,由于右线开挖影响,在仰拱部位,总的表现特征是仰拱右侧处的径向应力大于其左侧,(3>3A标段断面的径向应力较6标为大,原因为3A标设临时仰拱且断面下部分处于风化岩上,围岩变形相对较小,故由“的层-支护”特征曲线可知,其必然导致径向应力大,(4>在结构未封闭成环之前,拱部变形过大,实测应力值较小,随时间延长,初期支护结构刚度及强度提高,其支护抗力逐渐增大,反映为围岩施加于支护的径向应力也随之变大,这符合“的层-支护”特征曲线的原理,(5>拱部压力在下台阶开挖至断面里程时,开挖边墙前后的压力值产生了较大的改变。此时,拱顶压力增大,而两拱腰却稍有下降。随下半断面支护结构的施作,整体刚度提高,拱部压力存在一个“平台”(压力大小不变>或“卸荷”(压力略有下降>现象,随整个支护结构的应力调整和再分配,拱部压力又重新进入一个缓慢增长直至稳定的过程,(6>边墙与仰拱处的压力变化趋势基本相同,不同的是断面封闭成环后,随着结构的逐步稳定,应力的调整和再分配,仰拱的压力值增长速率相对较大,从而使仰拱部位承受了较大的围岩压力。 孔隙水压力的历时曲线见图3。由图3以及在3A,3C标等的量测资料可知,孔隙水压力的分布特征为:(1>初期支护未封闭成环前,孔隙水压力随工作面推进有降低的趋势,表明工作面处