【文章內(nèi)容簡介】 /2)~( ~ 3 . 0 ) H (2 .0 ~3. 0) HH 圖 1 基坑工程影響分區(qū)圖 Ⅰ — 主要影響區(qū)； Ⅱ — 般影響區(qū)； Ⅲ — 可能影響區(qū) H—基坑設計深度； φ—巖土體內(nèi)摩擦角 基坑開挖范圍內(nèi)存在基巖時， H 可為覆蓋土層和基巖強風化層厚度之和 ， 當邊坡存在外傾結構面時，還應考慮外傾結構面的影響 ，因為 外傾結構面 的存在，會對基坑的穩(wěn)定性有著不利的影響。 關于 隧道工程影響分區(qū)本規(guī)程結合江蘇省城市軌道交通隧道施工經(jīng)驗，根據(jù)近年來隧道施工領域相關研究取得的一些成果，采用應用范圍較廣的隧道地表沉降曲線 Peck 計算公式預測的方式，劃分隧道工程的主要、一般和可能三個影響區(qū)。隧道工程影響分區(qū)的具體劃分可參考圖 2。 ⅠⅡi i3i 3iRSmaxh ⅠⅡⅢ Ⅲ123 圖 2 盾構法隧道工程影響分區(qū)劃分圖 Ⅰ — 主要影響區(qū)； Ⅱ — 般影響區(qū)； Ⅲ — 可能影響區(qū)； 1— 沉降 槽 曲線； 2— 反彎點； 3— 隧道； i—隧道地表沉降曲線 Peck 計算公式中沉降槽寬度系數(shù)； h—隧道軸線至地表深度； 10 R—隧道半徑； Smax—隧道軸線上方最大地表沉降量 圖 3 為隧道掘進過程中土體的變形模式，其中 為土體剪切擾動區(qū)半徑，盾構掘進使周圍土體產(chǎn)生剪切擾動和開挖卸載，在隧道周圍形成剪切擾動區(qū)。根據(jù)極限平衡原理，塑性區(qū)的邊界應與剪切擾動區(qū)相切，該邊界線稱為完全邊界，與地面交界處的地面沉降值為零。約 75%的垂直土層變形發(fā)生在隧道周圍間隙的上半環(huán)，它的影響區(qū)域稱為垂直土層變形影響帶。垂直土層變形影響帶的邊界線從隧道起拱線處開始，水平傾角呈 45176。+φ/2。該邊界線與地面交界處的地面沉降則是由部分累積等量土體損失的 25%產(chǎn)生。 1hR R39。2345 圖 3 盾構法隧道 掘進中的土體變形模式 1—垂直土層變形影響帶邊界； 2—完全邊界； 3—實際土層損失； 4—剪切擾動區(qū)； 5—隧道； h—隧道軸線至地表深度； R—隧道半徑； R39?！馏w剪切擾動區(qū)半徑 Peck 基于大量的隧道施工實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果，認為土體移動是由土體損失引起的，在假定土體不排水，沉降槽體積等于土體損失體積的條件下，提出地表沉降槽呈擬正態(tài)分布，其曲線形狀與盾構隧道實測曲線較吻合，在工程實際中得到了廣泛應用。其橫向地表沉降估算公式如下： ( ) ( ) （ 1） √ （ 2） （ 3） 式中： S(x) ——距離隧道軸線為 x 處的地表沉降量（ mm）； Smax ——隧道軸線上方最大地表沉降量（ mm）； 11 VS——單位長度土體損失量（ m2）； VL——土體損失率； R——隧道半徑（ m）； x ——距隧道軸線的距離（ m）； i ——沉降槽寬度系數(shù)（沉降槽反彎點 或拐點離隧道軸線的水平距離）（ m）。 針對地表沉降槽寬度系數(shù) i 值的計算，許多學者提出了不同的計算方法，魏綱、韓煊等統(tǒng)計、補充和歸納了現(xiàn)有 i 值的計算公式，表 2 整理出地表沉降槽寬度系數(shù) i 的取值方法。 表 2 地表沉降槽寬度系數(shù) i 的取值方法 分類 計算公式 公式序號 適用條件 依據(jù) 文獻 第一類 ?? ?√2 tan(45176。 ??2) （ 4） 各類土 — Knothe ?? (1 0 02??)? （ 5） 倫敦地區(qū)：無粘性土， φ 取 35176。~40176。；硬粘土， φ 取25176。~30176。；軟粘土， φ取 15176。~20176。 英國實測資料 韓煊 第二類 ?? [? (2 )? ]?? （ ??=~） （ 6） 各類土，土越軟， ?? 取值越大 實測資料 Peck ?? [? (2 )? ]0 8 （ 7） 飽和粘土 英國實測資料 Peck ?? ?? [? (2 )? ]?? （ 8） 粘土： k=1， ?? =1。砂土：地下水位以上， k=， ?? =；地 下 水 位 以 下 ，k=， ?? =；忽略 水 的 影 響 ，k=， ?? = 實測資料 Attewell ?? 1 06 [? (2 )? ]0 94 （ 9） 各類土 臺北實測資料 陳秋宗 ?? 1 15 [? (2 )? ]0 9 （ 10） 粘土 Loganathan ?? 0 25(?+ ) ?? 0 25(1 5?+ 0 5 ) （ 11） 松砂 密實和超固結粘土 實測資料和模型試驗 Atkinson,Potts ?? 0 29?+ （ 12） 粘土 離心模型試驗 Lee,Wu,Chiou 第三類 ?? 0 5? （ 13） 粘土 實測資料和離心模型試驗 Attewell,panner ?? 0 43?+ 1 1 （ 14） 粘性土， 3m≤h≤34m； 英國實測資料 O’Reilly,New 12 ?? 0 28? 0 12 粒狀土， 6m≤h≤10m ?? ??? （ 15） 對 于 砂 性 土 ，k=~；對于軟粘土， k=；對于中等粘土， k=；對于硬粘土， k= 英國實測資料 O’Reilly,New ?? (0 57+0 45?)177。 1 01 （ 16） 固結效應不顯著地層 — Leach ?? 4 35+7 29 10?9?8 （ 17） 上海實測資料 繼立 第四類 ?? ??[ +?tan(45176。 φ 2? )] （ 18） 粘性土， m=~ 實測資料 魏綱 注： i ——隧道地表沉降曲線 Peck 計算公式中地表 沉降槽寬度系數(shù)（ m）， h ——為隧道軸線至地表深度（ m）， k——為沉降槽寬度參數(shù)， φ——為隧道軸線以上土體內(nèi)摩擦角，對于成層土取厚度加權平均值（ 176。）。 從表 1 可以看出，現(xiàn)有的公式（ 4~18）共 15 個 i 值計算公式可以分為 4 大類：第一類與 h、 φ 有關，第二類與 h、 R 有關，第三類與 h 有關，第四類與 h、R、 φ 有關。 對上述 i 值計算公式進行分析，由（ 4）式（《城市軌道交通工程監(jiān)測技術規(guī)范》 GB50911 條文說明中的（ 3）式）可知，隨著 φ 值 的增大， i 值也隨之增大，因此會得到逐漸增寬的沉降槽，這與實測結果恰好相反，因此不宜采用。公式（ 5）是基于倫敦地區(qū)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)得到的，因此在國內(nèi)的應用還需進一步驗證。式（ 7）~式（ 14）、式（ 16）和式（ 17）提出的 i 值計算公式與土質(zhì)條件無關，因此不宜采用。只有 Peck 公式（ 6）、 O’Reilly 公式（ 15）和 魏綱 公式（ 18）是根據(jù)實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計得到，可靠性較強。公式（ 18）由于參數(shù) m 取值范圍較小，從而減小了因經(jīng)驗性參數(shù)取值范圍較大帶來的誤差，對于粘性土比較適用。 對 i 值的影響因素進行分析，根據(jù)相關研究表明，在相同埋深、相同直徑條件下，隨著土質(zhì)變好，土體移動焦點隨之下移，相對應的地表沉降槽范圍也減小。另外，砂土地基易于發(fā)生拱效應，使應力釋放發(fā)生在一定范圍內(nèi)，其沉降槽的范圍較??；而軟弱的粘土地基一般很難形成拱效應，其沉降槽的范圍較大?？梢?i值不僅與隧道半徑 R、隧道軸線埋深 h 有關，而且與土質(zhì)條件 φ 有關。不同土質(zhì)條件下 i 值的大小也不同，土質(zhì)條件越好（土的內(nèi)摩擦角 φ 越大），沉降槽寬度越小， i 值也越小。 通過對江蘇省地區(qū)的南京、無錫、蘇州現(xiàn)有在建城市軌道交通工程盾構隧道13 的 106 組地 表橫向斷面的沉降槽實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，經(jīng)專題研究、總結歸納如下，可作為參考： （ 1）采用 Peck 公式對實測地面沉降數(shù)據(jù)進行正態(tài)曲線擬合，找出沉降槽 曲線 反彎點，經(jīng)分析研究表明，在隧道軸線埋深 h 3D（ D 為隧道直徑）的情況下，隧道沉降槽寬度系數(shù) i 的取值范圍為 i=5~9，則 3i=15~27； 沉降槽寬度參數(shù) k 的取值范圍為 k =~。對于不同的土質(zhì)， k 值取值不同，對于軟弱土，k 取大值 ； 對于砂土， k 取小值 ； 對于硬粘土， k 取中值。 （ 2）在沉降槽曲線分析中，沉降曲線普遍在隧道軸線處沉降量最大，但同時也發(fā)現(xiàn)沉降槽并不完全是對稱的，最大沉降點并沒有處在軸線位置，而是偏移了軸線，但總的偏移量不是很大，經(jīng)分析認為主要原因是由于隧道上半部分土質(zhì)不均勻而造成的，由于地質(zhì)條件的不均勻，導致沉降量不一致。因此在這種情況下，就應適當增加沉降槽的寬度，考慮其影響范圍，在布設監(jiān)測橫斷面時，應注意適當加大監(jiān)測范圍。 有些學者研究了盾構法隧道深層土體沉降槽的寬度系數(shù) ，表明了隨著 z（為距地面的垂直距離或地層深度）值的增加，盾構隧道施工引起的深層土體沉降槽寬度 i（ z） （任意深度 z 處的沉降槽寬度） 而逐漸減小，不同的土體減小速度不同， ??(??) ??(?? 0)? 與 (1 ?? ?? )之比 在粘性土中基本呈冪函數(shù)關系，在砂土中呈線性關系。 對于盾構法隧道地表沉降槽寬度的分析，《城市軌道交通工程監(jiān)測技術規(guī)范》GB50911 中以及有些學者認為地表沉降槽寬度可取 5i，即距隧道軸線水平距離 處地面沉降為零。 令 x =，由 Peak 公式（ 1）可得， S（ x =） = Smaxexp[ (2 5i) (2i )? ] = Smax 如果設 Smax=23mm， 則 S（ x =） =23= mm 0 可見該假定會使地表沉降槽寬度偏小。 有些學者提出，地表沉降槽寬度可取 6i，即離隧道軸線水平距離 3i 處地面沉降為零。 14 令 x =3i，由 Peak 公式（ 1）可得， S（ x =3i） = Smax 如果設 Smax=23mm， 則 S（ x =3i） =23= mm≈0 可見該假定比較符合實際情況。說明地表沉降槽寬度宜取 6 i， 如取 5 i 將導致地表沉降槽寬度偏小 ，現(xiàn)場實測資料也證實了這一點。 因此，本規(guī)程在土質(zhì)隧道影響分區(qū)中，將主要影響區(qū)確定為隧道正上方及沉降曲線反彎點 i 范圍內(nèi)，將一般影響區(qū)確定為隧道沉降曲線反彎點 i 至沉降曲線邊緣 3i 處，可能影響區(qū)確定為隧道沉降曲線邊緣 3i 以外，這樣劃分與現(xiàn)場實測比較吻合。 礦山法隧道影響分區(qū)亦可參照盾構法隧道的影響分區(qū)進行劃分。 本條 列舉了 4 條特殊情況不良地質(zhì)條件、淤泥等軟土層以及工程出現(xiàn)異常情況下等，應該注意在進行安全監(jiān)測作業(yè)中，需要及時調(diào)整工程監(jiān)測范圍和工程影響分區(qū)的界線。 基坑、隧道作為地下工程，其施工對周圍巖土體、周邊環(huán)境都會產(chǎn)生很大的影響，周邊環(huán)境空間位置不同，相應的影響程度不同，越靠近施工區(qū)域的周邊環(huán)境，其影響越大。同樣復雜的地質(zhì)條件以及復雜的周邊環(huán)境也會給工程施工安全、工程本體安全帶來很大影響。可以說基坑、隧道工程，其工程本體、周圍巖土體以及周邊環(huán)境是相互聯(lián)系、相互制約、相互影響的。因此監(jiān)測范圍應結合工程自身的特點、工程地質(zhì)條件以及周邊環(huán)境等綜合確定，監(jiān)測范圍應包括工程周邊受施工影響的主要影響區(qū)和一般影響區(qū)兩個區(qū)域。 本條 提出了聯(lián)絡通道施工期間的監(jiān)測要求，雖然聯(lián)絡通道斷面較小，但不管是盾構法隧道的聯(lián)絡通道施工還是礦山法隧道的聯(lián)絡通道施工，除了對聯(lián)絡通道本身的監(jiān)測外，還需對聯(lián)絡通道以外的周邊環(huán)境即地表周邊環(huán)境以及已成型的盾構法隧道或礦山法隧道進行監(jiān)測。地表周邊環(huán)境監(jiān)測是對聯(lián)絡通道施工期間其影響范圍內(nèi)的道路地表沉降或隆起、地下管線沉降以及周邊建（構）筑物的變形等進行監(jiān)測。隧道內(nèi)監(jiān)測就是對已成型的礦山法襯砌隧道或盾構法管片隧道進行隧道沉降、位移及收斂等測項的監(jiān)測。 當施工采用鉆眼爆破法時，會對周邊環(huán)境產(chǎn)生爆破振動影響 ，其影響范圍和影響程度的大小主要取決于裝藥量的大小或最大一段起爆藥量的大小，當然與15 地質(zhì)條件也有關系，地質(zhì)條件好時，圍巖完整的情況下，爆破振動波的傳播距離比較遠，地質(zhì)條件較差的情況下，爆破振動波會被部分吸收，影響了波的傳播距離，因此爆破振動影響區(qū)以及爆破振動監(jiān)測范圍的大小需通過現(xiàn)場爆破試驗確定，通過爆破試驗，一方面確定了爆破裝藥量的大小，另一方面對現(xiàn)場的地質(zhì)條件有一個較準確的掌握。 本條 是針對 不良地質(zhì)條件 如 遇巖溶或土洞時 ，提出了關于此類情況下監(jiān)測范圍以及影響區(qū)的分析和確定的一些必要手段，充分結合 地質(zhì)勘察報告，進行現(xiàn)場相關調(diào)研，了解 巖溶或土洞 的塌陷歷史，尤其需要注意的是地表水與地下水的聯(lián)系情況。 工程 監(jiān)測等級 工程 監(jiān)測等級的劃分進一步明確了工程自身的重要程度以及周邊環(huán)境的重要程度，也明確了監(jiān)測工作的重點和針對性，使監(jiān)測工作能夠科學、合理的開展。根據(jù)相關規(guī)范、規(guī)程以及工程經(jīng)驗， 基坑、隧道工程 監(jiān)測等級的劃分需要將工程自身風險等級、周邊環(huán)境風險等級和 地質(zhì)條件復雜程度 三大影響因素結合在一起綜合考慮。 ~ 工程自身風險等級、周邊環(huán)境風險等級的劃分以及地質(zhì)條件復雜程度主要根據(jù)現(xiàn)行國家標準 《城市軌道交通工程監(jiān)測技術