上软下硬地层浅埋暗挖隧道覆跨比研究.docx

*上软下硬地层浅埋暗挖隧道覆跨比研究王旭东1 ，周生华1 ，迟建平2 ，吴学峰2( 1． 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092; 2． 青岛市地下铁道公司，山东 青岛266022)摘 要: 从强度要求和变形要求两方面分析了具有明显刚度差异地层中浅埋暗挖隧道的覆跨比影响因素。以青岛地铁某车站为例，运用有限元分析方法研究了覆跨比与地表位移的 关系，并分析了不同覆跨比下的开挖稳定性。研究表明地层条件是浅埋暗挖地铁车站覆跨比 的决定因素; 在“微风化 ～ 强风化”花岗岩地层中，极限覆跨比不应小于 0． 419; 加固区等效变 形模量是影响浅埋暗挖车站开挖环境变形的主要因素。关键词: 上软下硬地层; 浅埋暗挖; 地铁车站; 覆跨比; 有限元法中图分类号: U459． 5文献标识码: A文章编号: 1673 － 0836( 2011) 04 － 0700 － 06Study on Shallow-buried Tunnel’s Thickness-span Ratio inUpper-soft Lower-hard GroundWang Xudong1 ，Zhou Shenghua1 ，Chi Jianping2 ，Wu Xuefeng2( 1． Department of Geotechnical Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China; 2． Qingdao Subway Company，Qingdao，Shandong 266022，China)Abstract: This paper analyses influencing factors for thickness-span ratio of shallow-buried tunnel ( in the ground with obvious differences in stiffness) in terms of the requirements of strength and deformation． Taking a station of Qingdao Metro as an example，some problems are analyzed，such as the relationship between thickness-span ratio and ground displacement，stability of excavation in case of different thickness-span ratio． The results show that the formation conditions are the determining factor of shallow-buried tunnel’s thickness-span ratio，the ultimate thick- ness-span ratio should be no less than 0． 419 in slightly to highly weathered moorstone formation，equivalent deforma- tion modulus is a primary factor of the ground displacement of shallow-buried tunnel excavation．Keywords: upper-soft lower-hard ground; shallow-buried tunnel; subway station; thickness-span ratio; FEM独特的施工方法，浅埋暗挖法也存在自身的局限性，如: 地表位移较难控制等。针对浅埋暗挖法在设计施工中的局限性，很多 学者进行了研究［1 ～ 6］。易小明等通过对城市隧道 施工的现场监测数据的分析，对浅埋暗挖隧道上覆 地层整体下沉进行了力学分析，认为隧道上覆地层 的整体下沉、塌陷等是由围岩的力学特性和几何特 性共同作用的结果［7］。时亚昕等运用随机介质法引言1随着城市基础设施建设的不断深化，浅埋暗挖法在我国的地铁及市政管线工程中应用日趋广泛。 与其他方法相比，浅埋暗挖法具有显著优点; 和明 挖法相比，浅埋暗挖法不影响交通、占地拆迁少; 和 盾构法相比，浅埋暗挖法对地层适应性更强、且对 机械设备要求较低、简单灵活。同时，由于其自身收稿日期: 2011-05-11( 修改稿)作者简介: 王旭东( 1987-) ，男，河南驻马店人，硕士生，主要研究方向为地下工程修建技术。E-mail: qhwang1681@ 163． com基金项目: 国家自然科学基金( 5