隧道開挖沉降產(chǎn)生的原因1

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地層土體特性的影響

根據(jù)有關(guān)隧道力學(xué)理論，對于淺埋暗挖隧道，認為隧道上覆地層已無自承載能力，其荷載應(yīng)全部由隧道結(jié)構(gòu)來承擔(dān)。但理論與實踐表明，不僅土層，即使對于干砂，地層仍能形成自然載拱。

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地下水的影響

由于隧道一般均處在含水巖層中，開挖排水后易造成地下水因壓力差的存在不斷滲出，形成多道滲水通道，使地層持續(xù)失水，土層空隙及節(jié)理裂隙固結(jié)收縮，引起地層沉降。

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巖層應(yīng)力釋放

由圍巖的收斂約束特性可知，隨圍巖收斂變形的增大，圍巖施加到隧道結(jié)構(gòu)上的荷載將減小。

佳支護的概念就是在允許圍巖產(chǎn)生穩(wěn)定的位移條件下，使支護結(jié)構(gòu)所受的力小，但新奧法的這一觀點是針對具有穩(wěn)定的圍巖隧道而言，而對于淺埋暗挖隧道，為保證地表的變形得到控制，原則上不允許地表出現(xiàn)超越規(guī)定值的下沉而換取佳支護，地層預(yù)加固與及時支護且封閉成環(huán)是超淺埋暗挖隧道的關(guān)鍵。

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隧道作用的疊加影響

國內(nèi)外實踐表明，對已襯砌的隧道，當兩隧道的中心線距大于2.5D(D為隧道寬度)時，兩隧道之間的相互作用減弱，但若中心線距不大于2D時，則其相互作用明顯。對未襯砌隧道，若中心線距為5D時，可不考慮相互作用;但中心線距不大于3D時，則必須考慮其相互作用。很明顯，若兩平行隧道間距小，兩隧道同時開挖對地層的擾動要大于單一隧道的開挖，其結(jié)果會造成地層的突然松弛，出現(xiàn)大的和持續(xù)不斷的變形。因此在左右線間距一定的情況下，增大兩隧道的相對開挖距離是減少其作用疊加影響的關(guān)鍵。

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施工方法

對隧道施工而言，常用的工法是上下臺階法，這種工法也是對圍巖變形影響較為嚴重的一種施工方法(其較CRD工法引起地表沉降增大1倍)，但因其操作簡單，造價低，只要措施得當，一般可滿足對圍巖變形的控制要求。因此，國內(nèi)外隧道多采用臺階法。但臺階法也多種多樣，需根據(jù)不同的斷面形式及地層條件謹慎選取。

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開挖進尺的影響

開挖進尺的大小實質(zhì)上是工作面無支護空間的大小，其值不僅決定著拱頂沉降，而且也影響開挖面的穩(wěn)定性，二者相互作用并以工作面的穩(wěn)定性為基礎(chǔ)。

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初期支護鋼度

支護鋼度是控制地表下沉的有效措施，尤其是對于淺埋暗挖隧道。在要求總鋼度一定的條件下，地層鋼度小，勢必要增大初期支護鋼度。對復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計的荷載分配，一般結(jié)構(gòu)二襯不承擔(dān)施工期荷載，但根據(jù)實際施工及有關(guān)監(jiān)測資料，初期支護后圍巖達到穩(wěn)定的時間較長，唯有二襯后，隧道才*穩(wěn)定。