饱和软黄土地铁隧道施工地表沉降分析与预测
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３ ０ ．
５
住 置
拱 部 拱 部
规格 Ｃ０Ｐ ４ 、 ８钢 筋砼
Ｃ０Ｐ ４ 、 ８钢 筋砼
Ⅵ
Ⅵ Ⅵ
６． ６ ７． １
８０ ．
３ ０ ０ ３ ０ ０ ３ ｏ ０
０ ３×１ ５ ． ．
５
Ｂ型 Ｃ型
１ ０ Ｘ１ ０ ５ ５ １ Ｏ×１ ０ ５ ５
顶正上方地表沉 降历 时曲线
３ ２ 隧 道 横 断 面地 表 沉 降分 布 规 律 ．
３ ２ １ 单线 隧道 ． ． 从 图 ５可以看 出 ， 单线 隧道开 挖 隧道 横 断面 的地 表沉 降沿 隧道 中 线基本呈正态分布 ， 沉降槽单侧 反弯
起的地表沉降规律进 行总结 和预 测 ， 有着 非常重 要 的
理 论 和 现 实意 义 。
Ⅲ
Ｑ； “粉质黏土４４ —
ｌ 工 程背景
西安 地铁 １号 线 朝 阳门 站一康 复 路 站 区 间左 、
右 线隧 道 分 别 长 ７ ４ ５ ７１ 和 ７ ６ ２ ０ｉ， 采 用 ７ ． ９ Ｉ Ｔ ７ ．０ 均 ｎ 暗挖法施 工 。隧道 拱顶 最 大埋 深 约 １ ． 最 小 埋 ６ ４ｍ， 深 约 ８ ７ｍ， ． 自地表 以下分 布有厚 薄不 均 的全新 统杂 填 土（ ． ０～１９ 和 素 填 土（ ．０～ ．０ｍ） 其下 ０７ ． ０ｍ） ０７ ５ １ ， 为上更 新统风积新 黄土 （ ． ０～ ．０ｍ） 饱和软黄 土 ０５ ５５ 、 （．０ ０ ３ １、 ２５ ～１．０１ 残积古土壤 （．０～ ．０ｍ） 再下为 ３ ＇ ） ３２ ５ ５ ， 朝一康 区间隧道有 ３种断面形式 ， 右线 隧道 ６０～ ６ ６ ０段为 Ｂ型 断 面 ， 道 高 ７７５ ｍ 宽 ７１０ｍ ８ 隧 ０ ｍ， ０ ｍ； ６０～ ３ 段为 Ａ型断面， ９ ７０ 隧道高 ６５０ ｍ， ０ｍ 宽６ ８ ｍ。 ５ｍ ３ 左线 隧道 ６０～ ８ ６ ６０段为 ｃ型 断面 ， 隧道高 ８ ０ ｍ， ５ｍ 宽 ６
８ ０ ｍ； ０ ７５段 为 Ｂ型 断 面 ，３ ００ｍ ６ — １ ９ ７０段 为 Ａ 型 断 面 。
各断面隧道的具体支护参数如表 ２所示 。
收 稿 日期 ： ０ １。 ２－ ２ 修 回 日期 ： ０ １ Ｏ １ ２ １ Ｏ １ ２ １ － ６－ ７ 作 者 简 介 ： 日美 ， ， 学博 士 ， 韩 男 工 高级 工程 师 ， 要 研 究 方 向 为地 铁 主 土 建 工 程 施 工 及 管理 ，ａ ｒ ｉ ０ ＠ １ ６ ｃ ｍ ｈ ｎｉ ２ ５ ． ｏ ｍｅ ０ ２
地铁 隧道施 工过程 不可避 免地会 扰 动周 围地 层 ，
４０ ０
产生地表沉降 ， 重时将 影响 到周边建 筑物 和地下 管 严
线的安 全 。尤 其是 饱 和软 黄土 地层 中的地 铁 隧道 施 工， 由于地层本身含水量大 ， 工降水后会产生 大量 固 施 结沉 降 ， 引起周边道路及建筑物开裂 ， 只能采取洞 内注
后 ， 双洞 隧道 引起 的地表 沉 降值 减 去 右 线 隧道 稳 用
定 后 的地表 沉 降值 ， 得左 线 隧道 开 挖 引 起 的地 表 可
３ １ ２ 双 线隧道 ．．
Ｚ Ｋ ２＋ ８ Ｄ ２ ６０断面左洞开挖滞后右洞 １ 相 当于 ５ｍ，
沉 降值 。从 图 ６可 以看 出 ， 线 隧 道 开挖 引起 的地 左
４— ４
１． ９ ８
ｏ． ０ ４
表 ２ 隧 道 支 护 衬砌 设计 参 数
如 Ｏ
一
厚 度／ ｍ ｍ
Ａ型
厚 度／ ｍｍ
３０ ５ ４Ｏ ０ ４０ ５
间 ．／ ￣ ｍｍ
１ ０ Ｘ１ Ｏ ５ ５
８
间距／ ｍ
０． ５
８ ７
长 ／ ／ 间 ．／ ｍ Ｊ ｍ Ｌ ￣ ｍ
－
５ ’ ＇ ／
＼ 。
：＿
挖影响变形 和降水 固结 变形 ， 洞地 表监 测点沉 降剧 左 增， 右洞地表监测点沉降较之左洞缓慢 ； １ ｖ阶段 为长期 变形阶段 ， 主要 由于主 固结和次 固结 引起 的沉降 ， 左右
洞地表监测点沉 降均很小 。
０ ０ ２ ０ ４ ０ ６ Ｏ ８ Ｏ １０ ０ １０ ２ １０ ４
隧道周边建筑物 林立 ， 隧道纵 向主要 有一 直径 沿
为 ６ｏ ３ｏ铸铁给水管和一直径 ｌ ０ ０的砼 排水管 ， ０ 并需
下穿一座人 行天 桥 ， 对地 表沉 降要求都 很高 。在施 工
饱和 软黄土地 铁隧道麓工地 表沉降分 析与预测
初期 ， 沿线布置 降水井 ， 地面产 生快 速沉 降 ， 些基 础 一 比较薄弱 的建筑 出现开裂 ， 后经研究停 止降水 ， 用洞 采
内 ＷＳ Ｓ注浆 止水 ， 降水 引起 的沉 降才得 以控 制。截至
目前 ， 区 间隧道 初 期支 护 已贯 通 ， 在施 工二 次 衬 该 正 砌， 地表沉降已经稳定 ， 施工期 间未对周边环境 产生太
大影响 。
表 １ 各 土 层 物 理 力 学指 标
ｌ—ｌ １—２ ３— １一ｌ
图 ３ Ｚ Ｋ ２＋ ８ Ｄ ２ ６ ０断 面 右 线 地
段地表沉 降测点布设
表 沉 降 随 掌 子 面 推 进 变 化
Ｕ Ｂ ＮＲ Ｐ ＡＬ Ｒ Ｎ Ｉ ． Ｒ Ａ Ａ Ｉ Ｒ ＩＴ Ｓ ７ｓ Ｄ Ａ Ｔ
都市快轨交通 ・第２ ５卷 第 ２期 ２ １ 年 ４月 ０２
发展迅速 ， 最大沉降速率可达 １６ ｍ ｄ 占总沉降量 ． ５ｍ ／ ， 的 ６％ ～ ０ ； ０ ７ ％ ③沉 降缓 慢 阶 段 ：＜Ｌ Ｄ≤５ 掌 子 面 ３ ／ ￣ ， 离开测点断面一段距 离 ， 沉降变化速率 减缓 ； ④沉降稳
距 双 洞 中线距 离， ｍ
２ ５ —２ Ｏ 一１ —１ ５ ０ －５ ｏ ５ ｌ Ｏ １ ２０ ５
段 为初期沉 降阶段 ， 主要 由于开 挖掌 子面距 监测点 较
远， 掌子 面开挖微小影响变形 和降水 固结变形 ， 左右 洞 地 表监测点沉降 均很小 ；／ １ 阶段 为右 线开挖 沉降影 响 段， 主要 由于右线 掌子面 开挖 引起地层 应力 释放 和降 水 固结变形 ， 右洞地表监测点表现为沉降剧增 ， 洞地 左 表监测点沉降较 之右洞 缓慢 ； ｍ阶段 为左线 掌子 面开
上分 布有厚度 达 ８ｍ左右 的饱 和软黄土 ， 地下潜水稳 定水位埋 深 ４ ３ ７ ５ 整个 隧道处 于潜水位 以下 。 ．０～ ．０ｍ， 跏 姗 水文地质情况如 图 １所示 ， 土层 的物理 力学指 标如 各
表 １所示 。
Ⅱ 。 Ｑ； 新黄 土３ １ １ — —
、Ⅱ 杂填 土 １ １ Ｑ —
杂 填 土
ｌ． ６ ５ １． ６ ２ １． ６ ２ １． ８ ３ ２ ３ Ｏ． ２ ． １ ３ ２ ． ９ ９ ２ ． ６ ８ ２ ． ２ ６ ｌ． Ｏ ｏ ２ ． ２ ５ １８ ．７ １ ８ ．６ ｏ ９ ６ ． ７ １． ８ ０ １． ８ ５ ２１ Ｏ ．
ｏ ７ ． ０ Ｏ ６ ． ０ ｏ ４ ． ２
定 阶段 ：／ １５ 掌子 面远离测点断 面 ， Ｌ Ｄ＞ ， 沉降变化趋 于
稳定 。
点宽度 在 ９ｍ左右 ， 降稳定 时引起 的最大地 表沉 降 沉 变形分别为 １． ｍ。 ６ ５ｍ ３ ２ ２ 双 洞 隧道 ．． 当左 、 右线 隧道 开 挖 引 起 的地 表 沉 降 变 形 稳 定
一
１ Ｌ Ｄ≤３ 此时掌 子 面距 测 点 断面距离较近 ， ￣ ＜ ／ ， 沉降
ＬＤ（一 掌 子面 与测点断 面 的距 离； ／ Ｌ Ｄ一隧 道洞 径）
一
４
—３ —２
。
—１
０
ｌ
２
３
４
５
６
婪一一 －一 １
～
图 ２ 朝 一 康 区 间 Ｚ Ｋ ２＋ ６ Ｄ ２ ６ ０～Ｚ Ｋ ２＋ ３ Ｄ ２ ７０
２倍洞径 ， 双线开挖隧道拱顶正上方地表沉降历时曲线 如 图 ４所示 ， 总体发展趋势 也可分为 ４个 阶段 ： 阶 其 Ｉ
表沉 降值 和 沉 降槽 宽 度 基 本 与 右 线 相 同 。双 线 隧
道 开挖 引起 的地表 沉 降值 为 ３ ． ｍ， 降槽 单 侧 ２ ６ｍ 沉
及 反弯 点 宽度为 １ ． ， 小 于单 线 隧道 沉 降槽 宽 ７ ５ｒ 略 ｎ 度 的 ２倍 。
都 市快 轨 交 通 ・ ２ 第 ５卷 第 ２期 ２ １ ０ ２年 ４月
土 建 技 术
ｄｉ１ ．９９ ｊｉ ｎ １７ ６ ７ ．０ ２０ ．１ ｏ：０３ ６ ／． ｓ ．６２— ０ ３ ２ １ ．２０ ９ ｓ
饱 和软 黄 土地 铁 隧道 施 工 地 表沉 降分 析 与预测
韩 日美 王彦臻
３ 监测 结果分 析
３ １ 沿 隧 道 纵 向地 表 沉 降发 展 规 律 ．
３ １ １ 单 线隧 道 ． ．
图 ３所示 ， 单线开挖地表沉 降总体分 为 ４个 阶段 。 ①沉 降微小 阶段 ：Ｉ Ｌ Ｄ≤ 一１时 ， 隧道 掌子 面距测 点 断
面距离 较 远 ， 降 发展 比较 缓 慢 ； 沉 降 急 剧 阶 段 ： 沉 ②
７０１） １０ ６ （ 西安市地下铁道有限责任公 司 西安
中更新统风积 老黄土 （． ０～ ．０ｍ） 冲积 粉质 黏土 ３ ３ ９ ９ 、 （ 最大厚度 １． ） 粉土 、 ９４ 、 细砂 、 中砂 （． ０～ ．０ｍ） ０ ７ ３ ５ 及
粗砂等 。隧道 主要从老黄 土和古 土壤层 穿过 ， 拱顶 以
素填土
新 黄 土
Ｏ． ８ ３ Ｏ． Ｏ ３ Ｏ． ６ ３
０． ２ ３ ０． ９ ２ Ｏ． ８ ２ ０ ２ ．９
ｏ． ９ ９７ ｏ． ９ ８６ ｏ． ４ ７８
３— ２ 饱 和 软 黄 土 １－
３－ ２ ２— ４－ ２ １—
４－ ７
１． ６５
１ ． ８５
１． ７５ １． ９５
２１ ５ ．
０５ ．６ ０ ４ ．８
ｏ ４１ ． Ｏ． ８ ３
古土 壤
老 黄 土 中砂 粉 质 黏 土
１． ９３
２ ． ０ ｏ
２ ． ０ Ｏ
加
ｏ． ３ ６ ５
０
１． ９５
３ ． ５Ｏ ０６ ５ ．４
２ ． ０ ０
３ ． ５０
２ ５ ２．
Ⅱ 和软 黄土 ３ １ Ｑｅ Ｏ 饱 —
３ ５ ９
地 水位线
ⅢＱ； 古土 壤３ ２ ２ — —
， ＾、 ， 一 、、
浆或带水作业 ， 施工难度加大 ， 对地表沉降 的控 制难度
也显著增加 。因此 ， 对饱 和软 黄土地层 中隧道施 工引
ｅ ３ ｏ１
／） （）
图 １ 朝一康 区间地质剖面
型
量
逝
图 ６ Ｚ Ｋ ２＋ ８ Ｄ ２ ６ ０断 面左 、 线 开 挖 地 表 沉 降 曲线 右
｛ 一Ｏ １
整１ 一 ５
遨 －０ ２ 蜉 ２５
一 －
４ 地表沉降 预测
４ １ 预 测模 型 的建 立 ．Ｒ ｉｙ和 ｅ ｌ
Ｏ． ５ Ｏ５ ．
３ Ｏ ． ３ Ｏ ．
０ ３×１ ５ ． ．
Ｏ ３ Ｘ１ ５ ． ．
拱 部
Ｃ０ Ｐ ４ 、 ８钢 筋砼
２ 地表 沉降 监测方 案
施工期间对朝一康区间地面和洞 内进行 了多项监测 ， 笔者选取 Ｚ Ｋ ２ ６０６０６０６０７５７０共 ６ Ｄ ２ ＋ ６ 、 、 、 、１． ７ ８ ９ ３ 排地表沉 降点作为研究对象进行分析 ， 测点布置如图２ 所示。
监测时 间／ ｄ
３ ０
３ ５
—
１８ ９ ２提出的 Ｐ ｃ 公 式 。Ｐｃ 教 授在对 大量实 测资 料 ｅｋ ｅｋ 分析 的基础上 ， 出了隧道 施工 地表横 断面沉 降槽 数 提 学模型 ， 遵循正态分 布曲线 ， 图 ７ 示。 如 所
图 ４ Ｚ Ｋ ２＋ ８ 面 双 线 隧 道 开挖 拱 Ｄ ２ ６ ０断
５
住 置
拱 部 拱 部
规格 Ｃ０Ｐ ４ 、 ８钢 筋砼
Ｃ０Ｐ ４ 、 ８钢 筋砼
Ⅵ
Ⅵ Ⅵ
６． ６ ７． １
８０ ．
３ ０ ０ ３ ０ ０ ３ ｏ ０
０ ３×１ ５ ． ．
５
Ｂ型 Ｃ型
１ ０ Ｘ１ ０ ５ ５ １ Ｏ×１ ０ ５ ５
顶正上方地表沉 降历 时曲线
３ ２ 隧 道 横 断 面地 表 沉 降分 布 规 律 ．
３ ２ １ 单线 隧道 ． ． 从 图 ５可以看 出 ， 单线 隧道开 挖 隧道 横 断面 的地 表沉 降沿 隧道 中 线基本呈正态分布 ， 沉降槽单侧 反弯
起的地表沉降规律进 行总结 和预 测 ， 有着 非常重 要 的
理 论 和 现 实意 义 。
Ⅲ
Ｑ； “粉质黏土４４ —
ｌ 工 程背景
西安 地铁 １号 线 朝 阳门 站一康 复 路 站 区 间左 、
右 线隧 道 分 别 长 ７ ４ ５ ７１ 和 ７ ６ ２ ０ｉ， 采 用 ７ ． ９ Ｉ Ｔ ７ ．０ 均 ｎ 暗挖法施 工 。隧道 拱顶 最 大埋 深 约 １ ． 最 小 埋 ６ ４ｍ， 深 约 ８ ７ｍ， ． 自地表 以下分 布有厚 薄不 均 的全新 统杂 填 土（ ． ０～１９ 和 素 填 土（ ．０～ ．０ｍ） 其下 ０７ ． ０ｍ） ０７ ５ １ ， 为上更 新统风积新 黄土 （ ． ０～ ．０ｍ） 饱和软黄 土 ０５ ５５ 、 （．０ ０ ３ １、 ２５ ～１．０１ 残积古土壤 （．０～ ．０ｍ） 再下为 ３ ＇ ） ３２ ５ ５ ， 朝一康 区间隧道有 ３种断面形式 ， 右线 隧道 ６０～ ６ ６ ０段为 Ｂ型 断 面 ， 道 高 ７７５ ｍ 宽 ７１０ｍ ８ 隧 ０ ｍ， ０ ｍ； ６０～ ３ 段为 Ａ型断面， ９ ７０ 隧道高 ６５０ ｍ， ０ｍ 宽６ ８ ｍ。 ５ｍ ３ 左线 隧道 ６０～ ８ ６ ６０段为 ｃ型 断面 ， 隧道高 ８ ０ ｍ， ５ｍ 宽 ６
８ ０ ｍ； ０ ７５段 为 Ｂ型 断 面 ，３ ００ｍ ６ — １ ９ ７０段 为 Ａ 型 断 面 。
各断面隧道的具体支护参数如表 ２所示 。
收 稿 日期 ： ０ １。 ２－ ２ 修 回 日期 ： ０ １ Ｏ １ ２ １ Ｏ １ ２ １ － ６－ ７ 作 者 简 介 ： 日美 ， ， 学博 士 ， 韩 男 工 高级 工程 师 ， 要 研 究 方 向 为地 铁 主 土 建 工 程 施 工 及 管理 ，ａ ｒ ｉ ０ ＠ １ ６ ｃ ｍ ｈ ｎｉ ２ ５ ． ｏ ｍｅ ０ ２
地铁 隧道施 工过程 不可避 免地会 扰 动周 围地 层 ，
４０ ０
产生地表沉降 ， 重时将 影响 到周边建 筑物 和地下 管 严
线的安 全 。尤 其是 饱 和软 黄土 地层 中的地 铁 隧道 施 工， 由于地层本身含水量大 ， 工降水后会产生 大量 固 施 结沉 降 ， 引起周边道路及建筑物开裂 ， 只能采取洞 内注
后 ， 双洞 隧道 引起 的地表 沉 降值 减 去 右 线 隧道 稳 用
定 后 的地表 沉 降值 ， 得左 线 隧道 开 挖 引 起 的地 表 可
３ １ ２ 双 线隧道 ．．
Ｚ Ｋ ２＋ ８ Ｄ ２ ６０断面左洞开挖滞后右洞 １ 相 当于 ５ｍ，
沉 降值 。从 图 ６可 以看 出 ， 线 隧 道 开挖 引起 的地 左
４— ４
１． ９ ８
ｏ． ０ ４
表 ２ 隧 道 支 护 衬砌 设计 参 数
如 Ｏ
一
厚 度／ ｍ ｍ
Ａ型
厚 度／ ｍｍ
３０ ５ ４Ｏ ０ ４０ ５
间 ．／ ￣ ｍｍ
１ ０ Ｘ１ Ｏ ５ ５
８
间距／ ｍ
０． ５
８ ７
长 ／ ／ 间 ．／ ｍ Ｊ ｍ Ｌ ￣ ｍ
－
５ ’ ＇ ／
＼ 。
：＿
挖影响变形 和降水 固结 变形 ， 洞地 表监 测点沉 降剧 左 增， 右洞地表监测点沉降较之左洞缓慢 ； １ ｖ阶段 为长期 变形阶段 ， 主要 由于主 固结和次 固结 引起 的沉降 ， 左右
洞地表监测点沉 降均很小 。
０ ０ ２ ０ ４ ０ ６ Ｏ ８ Ｏ １０ ０ １０ ２ １０ ４
隧道周边建筑物 林立 ， 隧道纵 向主要 有一 直径 沿
为 ６ｏ ３ｏ铸铁给水管和一直径 ｌ ０ ０的砼 排水管 ， ０ 并需
下穿一座人 行天 桥 ， 对地 表沉 降要求都 很高 。在施 工
饱和 软黄土地 铁隧道麓工地 表沉降分 析与预测
初期 ， 沿线布置 降水井 ， 地面产 生快 速沉 降 ， 些基 础 一 比较薄弱 的建筑 出现开裂 ， 后经研究停 止降水 ， 用洞 采
内 ＷＳ Ｓ注浆 止水 ， 降水 引起 的沉 降才得 以控 制。截至
目前 ， 区 间隧道 初 期支 护 已贯 通 ， 在施 工二 次 衬 该 正 砌， 地表沉降已经稳定 ， 施工期 间未对周边环境 产生太
大影响 。
表 １ 各 土 层 物 理 力 学指 标
ｌ—ｌ １—２ ３— １一ｌ
图 ３ Ｚ Ｋ ２＋ ８ Ｄ ２ ６ ０断 面 右 线 地
段地表沉 降测点布设
表 沉 降 随 掌 子 面 推 进 变 化
Ｕ Ｂ ＮＲ Ｐ ＡＬ Ｒ Ｎ Ｉ ． Ｒ Ａ Ａ Ｉ Ｒ ＩＴ Ｓ ７ｓ Ｄ Ａ Ｔ
都市快轨交通 ・第２ ５卷 第 ２期 ２ １ 年 ４月 ０２
发展迅速 ， 最大沉降速率可达 １６ ｍ ｄ 占总沉降量 ． ５ｍ ／ ， 的 ６％ ～ ０ ； ０ ７ ％ ③沉 降缓 慢 阶 段 ：＜Ｌ Ｄ≤５ 掌 子 面 ３ ／ ￣ ， 离开测点断面一段距 离 ， 沉降变化速率 减缓 ； ④沉降稳
距 双 洞 中线距 离， ｍ
２ ５ —２ Ｏ 一１ —１ ５ ０ －５ ｏ ５ ｌ Ｏ １ ２０ ５
段 为初期沉 降阶段 ， 主要 由于开 挖掌 子面距 监测点 较
远， 掌子 面开挖微小影响变形 和降水 固结变形 ， 左右 洞 地 表监测点沉降 均很小 ；／ １ 阶段 为右 线开挖 沉降影 响 段， 主要 由于右线 掌子面 开挖 引起地层 应力 释放 和降 水 固结变形 ， 右洞地表监测点表现为沉降剧增 ， 洞地 左 表监测点沉降较 之右洞 缓慢 ； ｍ阶段 为左线 掌子 面开
上分 布有厚度 达 ８ｍ左右 的饱 和软黄土 ， 地下潜水稳 定水位埋 深 ４ ３ ７ ５ 整个 隧道处 于潜水位 以下 。 ．０～ ．０ｍ， 跏 姗 水文地质情况如 图 １所示 ， 土层 的物理 力学指 标如 各
表 １所示 。
Ⅱ 。 Ｑ； 新黄 土３ １ １ — —
、Ⅱ 杂填 土 １ １ Ｑ —
杂 填 土
ｌ． ６ ５ １． ６ ２ １． ６ ２ １． ８ ３ ２ ３ Ｏ． ２ ． １ ３ ２ ． ９ ９ ２ ． ６ ８ ２ ． ２ ６ ｌ． Ｏ ｏ ２ ． ２ ５ １８ ．７ １ ８ ．６ ｏ ９ ６ ． ７ １． ８ ０ １． ８ ５ ２１ Ｏ ．
ｏ ７ ． ０ Ｏ ６ ． ０ ｏ ４ ． ２
定 阶段 ：／ １５ 掌子 面远离测点断 面 ， Ｌ Ｄ＞ ， 沉降变化趋 于
稳定 。
点宽度 在 ９ｍ左右 ， 降稳定 时引起 的最大地 表沉 降 沉 变形分别为 １． ｍ。 ６ ５ｍ ３ ２ ２ 双 洞 隧道 ．． 当左 、 右线 隧道 开 挖 引 起 的地 表 沉 降 变 形 稳 定
一
１ Ｌ Ｄ≤３ 此时掌 子 面距 测 点 断面距离较近 ， ￣ ＜ ／ ， 沉降
ＬＤ（一 掌 子面 与测点断 面 的距 离； ／ Ｌ Ｄ一隧 道洞 径）
一
４
—３ —２
。
—１
０
ｌ
２
３
４
５
６
婪一一 －一 １
～
图 ２ 朝 一 康 区 间 Ｚ Ｋ ２＋ ６ Ｄ ２ ６ ０～Ｚ Ｋ ２＋ ３ Ｄ ２ ７０
２倍洞径 ， 双线开挖隧道拱顶正上方地表沉降历时曲线 如 图 ４所示 ， 总体发展趋势 也可分为 ４个 阶段 ： 阶 其 Ｉ
表沉 降值 和 沉 降槽 宽 度 基 本 与 右 线 相 同 。双 线 隧
道 开挖 引起 的地表 沉 降值 为 ３ ． ｍ， 降槽 单 侧 ２ ６ｍ 沉
及 反弯 点 宽度为 １ ． ， 小 于单 线 隧道 沉 降槽 宽 ７ ５ｒ 略 ｎ 度 的 ２倍 。
都 市快 轨 交 通 ・ ２ 第 ５卷 第 ２期 ２ １ ０ ２年 ４月
土 建 技 术
ｄｉ１ ．９９ ｊｉ ｎ １７ ６ ７ ．０ ２０ ．１ ｏ：０３ ６ ／． ｓ ．６２— ０ ３ ２ １ ．２０ ９ ｓ
饱 和软 黄 土地 铁 隧道 施 工 地 表沉 降分 析 与预测
韩 日美 王彦臻
３ 监测 结果分 析
３ １ 沿 隧 道 纵 向地 表 沉 降发 展 规 律 ．
３ １ １ 单 线隧 道 ． ．
图 ３所示 ， 单线开挖地表沉 降总体分 为 ４个 阶段 。 ①沉 降微小 阶段 ：Ｉ Ｌ Ｄ≤ 一１时 ， 隧道 掌子 面距测 点 断
面距离 较 远 ， 降 发展 比较 缓 慢 ； 沉 降 急 剧 阶 段 ： 沉 ②
７０１） １０ ６ （ 西安市地下铁道有限责任公 司 西安
中更新统风积 老黄土 （． ０～ ．０ｍ） 冲积 粉质 黏土 ３ ３ ９ ９ 、 （ 最大厚度 １． ） 粉土 、 ９４ 、 细砂 、 中砂 （． ０～ ．０ｍ） ０ ７ ３ ５ 及
粗砂等 。隧道 主要从老黄 土和古 土壤层 穿过 ， 拱顶 以
素填土
新 黄 土
Ｏ． ８ ３ Ｏ． Ｏ ３ Ｏ． ６ ３
０． ２ ３ ０． ９ ２ Ｏ． ８ ２ ０ ２ ．９
ｏ． ９ ９７ ｏ． ９ ８６ ｏ． ４ ７８
３— ２ 饱 和 软 黄 土 １－
３－ ２ ２— ４－ ２ １—
４－ ７
１． ６５
１ ． ８５
１． ７５ １． ９５
２１ ５ ．
０５ ．６ ０ ４ ．８
ｏ ４１ ． Ｏ． ８ ３
古土 壤
老 黄 土 中砂 粉 质 黏 土
１． ９３
２ ． ０ ｏ
２ ． ０ Ｏ
加
ｏ． ３ ６ ５
０
１． ９５
３ ． ５Ｏ ０６ ５ ．４
２ ． ０ ０
３ ． ５０
２ ５ ２．
Ⅱ 和软 黄土 ３ １ Ｑｅ Ｏ 饱 —
３ ５ ９
地 水位线
ⅢＱ； 古土 壤３ ２ ２ — —
， ＾、 ， 一 、、
浆或带水作业 ， 施工难度加大 ， 对地表沉降 的控 制难度
也显著增加 。因此 ， 对饱 和软 黄土地层 中隧道施 工引
ｅ ３ ｏ１
／） （）
图 １ 朝一康 区间地质剖面
型
量
逝
图 ６ Ｚ Ｋ ２＋ ８ Ｄ ２ ６ ０断 面左 、 线 开 挖 地 表 沉 降 曲线 右
｛ 一Ｏ １
整１ 一 ５
遨 －０ ２ 蜉 ２５
一 －
４ 地表沉降 预测
４ １ 预 测模 型 的建 立 ．Ｒ ｉｙ和 ｅ ｌ
Ｏ． ５ Ｏ５ ．
３ Ｏ ． ３ Ｏ ．
０ ３×１ ５ ． ．
Ｏ ３ Ｘ１ ５ ． ．
拱 部
Ｃ０ Ｐ ４ 、 ８钢 筋砼
２ 地表 沉降 监测方 案
施工期间对朝一康区间地面和洞 内进行 了多项监测 ， 笔者选取 Ｚ Ｋ ２ ６０６０６０６０７５７０共 ６ Ｄ ２ ＋ ６ 、 、 、 、１． ７ ８ ９ ３ 排地表沉 降点作为研究对象进行分析 ， 测点布置如图２ 所示。
监测时 间／ ｄ
３ ０
３ ５
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１８ ９ ２提出的 Ｐ ｃ 公 式 。Ｐｃ 教 授在对 大量实 测资 料 ｅｋ ｅｋ 分析 的基础上 ， 出了隧道 施工 地表横 断面沉 降槽 数 提 学模型 ， 遵循正态分 布曲线 ， 图 ７ 示。 如 所
图 ４ Ｚ Ｋ ２＋ ８ 面 双 线 隧 道 开挖 拱 Ｄ ２ ６ ０断