式表示為

AVlx2

S（x）=（1）－2。

2iiπ

()

476

隧道建設(shè)

第35卷

式中：A為開挖面積；S（x）為距離隧道中心軸線為x

mm；i為從沉降曲線對稱中心到曲線處的地表沉降，

m；Vl為地層損失率。拐點(diǎn)的距離，

沉降槽寬度i可表示為

i=Kz0。（2）

式中：K為地表沉降槽寬度系數(shù)；z0為新建隧道軸線深度

。

圖11Fig．11表1

Table1

斷面D3地表變形GrounddeformationofD3

大斷面隧道施工地表變形

Grounddeformationcausedbyconstructionoflargecross-sectiontunnel

圖8

Fig．8

地表沉降測點(diǎn)布置平面圖

斷面D1D2D3

A/m2214.305214.305214.305

Z/m9.9869.9869.986

Vl/%0.2050.1950.204

K1.9032.0091.797

μ0.9560.9420.955

Smax/mm－9.61－8.43－9.81

Planelayoutofgroundsurfacesettlementmonitoringpoints

3.3地表橫向變形規(guī)律分析

3個斷面地表變形如圖9—11所示，地表變形Peck公式擬合結(jié)果如表1所示

。

m2；Z為新建隧道軸心到地表的距離，注：A為新建隧道橫截面積，

m；μ為確定調(diào)節(jié)系數(shù)；Smax為地表最大沉降，mm。

從圖9—11及表1可以看出：

1）新建大斷面隧道采用超長管幕十導(dǎo)洞分步暗3個斷面最大沉降為8.43～9.81mm，挖法施工，平均

為9.28mm，各斷面地表最大沉降均位于新建隧道中心線附近。盡管十導(dǎo)洞分步暗挖法施工順序由兩側(cè)向中心施作，但由于隧道開挖面積大，隧道兩側(cè)支護(hù)及時、剛度大，群洞效應(yīng)明顯，因此，施工引起的地層變形傳遞到地表后仍呈現(xiàn)中心小、兩側(cè)大的變形規(guī)律。2）3個斷面變形擬合得到的確定調(diào)節(jié)系數(shù)為0.942～0.956，平均為0.951。從擬合得到的確定調(diào)

圖9Fig．9

斷面D1地表變形Grounddeformationof

D1

節(jié)系數(shù)可知，十導(dǎo)洞分步暗挖法施工造成的3個斷面地表變形均符合Peck公式。

3）3個斷面隧道所處地層為粉質(zhì)黏土地層，實(shí)測地表變形擬合得到的K值為1.797～2.009，平均為1.903。韓煊等［10］建議地表K值取0.3～0.6，擬合得到的K值遠(yuǎn)大于該數(shù)值，為建議數(shù)值的3～6倍。由此說明，超長管幕以及機(jī)場跑道的存在對新建隧道施工引起的地層變形具有阻隔及擴(kuò)散作用，從而造成K值的增大。

4）3個斷面變形擬合得到的Vl為0.195%～0.205%，平均為0.201%，與北京地區(qū)常規(guī)施工方法

圖10斷面D2地表變形

Fig．10Grounddeformationof

D2

（Vl=0.22%～6.90%［10］）相比，Vl值較低。由此說明，與常規(guī)的淺埋暗挖法相比，超長管幕下十導(dǎo)洞分步暗挖施工方法的地層損失率處于較低水平，控制地層變形

第5期馮建霖：下穿機(jī)場跑道大斷面隧道施工對策及地層變形規(guī)律研究477

效果良好，可以滿足穿越工程對地層變形的要求。

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4結(jié)論與討論

本文通過對北京首都國際機(jī)場聯(lián)絡(luò)通道下穿跑道施工方案及引起的地表變形進(jìn)行分析，得到以下結(jié)論：1）新建隧道大斷面下穿機(jī)場跑道采用超長管幕下十導(dǎo)洞分步暗挖施工方法進(jìn)行施工，跑道地表最大沉降值平均為9.28mm，控制變形情況良好，說明控制對策切實(shí)可行。

2）對機(jī)場跑道3個斷面變形采用Peck公式進(jìn)行擬合，得到的確定調(diào)節(jié)系數(shù)平均為0.951，說明大斷面隧道施工引起的地表變形符合Peck公式。

3）變形擬合得到的K值平均為1.903，為北京地區(qū)常規(guī)數(shù)值的3～6倍，說明超長管幕的存在對新建隧道施工引起的地層變形具有阻隔及擴(kuò)散作用，從而造成K值的增大。

4）變形擬合得到的Vl值平均為0.201%，略低于北京地區(qū)常規(guī)施工方法水平，說明超長管幕下十導(dǎo)洞分步暗挖施工方法地層損失率較低、控制地層變形效果良好，可以滿足穿越工程對地層變形的苛刻要求。由于Peck公式未能考慮新建隧道形狀對地層變形的影響，因此，在后續(xù)工作中，應(yīng)將隧道形狀對地層損失率和沉降槽寬度系數(shù)的影響進(jìn)行研究。

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