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

2）對機場跑道3個斷面變形采用Peck公式進行擬合，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)的影響進行研究。

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