矿山法隧道下穿铁路沉降影响分区研究(6)

（ＩＩ．９）水库下新在水库下修建隧道，会使隧道以上的围岩下沉、节理裂隙增加。程施工建隧道横向效应的平面模型。

（ＩＩ．１０）明挖隧基坑开挖引起建筑物向基坑方向的倾斜变形、地基承载力下降，道施１＝对周围建过大时引起建筑物破坏。横向效应的平面模型或空间一次建模统筑物影响筹解决。

（ＩＩ一１１）盾构隧盾构在推进过程中，对上部地层产生向上项起的作用，盾构过后，道施工对周围建地层又会下沉，因而引起周围建筑物的变形。横向效应的平面模筑物影响型或空间一次建模统筹解决。

因两隧道是同时新建，所以存在着先挖后挖与同时挖的工法优化

问题，也视两洞室大小比例情况而定，一般讲分先后挖时，存在

（ＩＩＩ．１）隧道左右着（１）的特征，而同时修则对称受力，故一般小净距双孔隧道或并列双连拱隧道采取对称开挖的方法。双连拱隧道是此类问题的极端

情况。主要产生横向效应，平面建模。有时也会产生纵向效应，

需作复合分析。类（ⅡＩ）两条及

以上新因两隧道是同时新建，所以存在着先上后下、先下后上或上下同

（ＩＩＩ．２）隧道上下时的工法优化问题。若上下分开修时，存在着（２）的特征，若同建隧道重叠时修时，围岩应力释放过大，对软岩不宜。主要产生横向效应，近距离平面建模。有时也会产生纵向效应，需作复合分析。

同期施

工类冈两隧道是同时新建，所以存在着先挖后挖与同时挖的工法优化（ＩＩＩ．３）隧道斜向问题，也视两洞室大小比例情况而定，～般讲分先后挖

交错时，存在着（３）的特征。主要产生横向效应，平面建模。有时也

会产生纵向效应，需作复合分析。

（１ｌＩ．４）隧道空间因两隧道是同时新建，所以存在着先挖后挖与同时挖的Ｊ二法优化交叉、扭转问题。空间建模。

注：其中／／．１～ｌＩ．４分粕与Ｉ．１～Ｉ．４同霭一类。不再示出；

２．２近接影响程度的判别准则

在影响程度的判别中，最为关键的是划分的依据是什么，也就是判断准则（ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ）的问题。准则可从地层和结构两大方面考虑，分为五个基本型，其选择应根据近接类型而定。文献【ｌ】系统描述了以下准则：见表２—２。

曼曼曼！曼曼曼曼曼舅曼曼！曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇曼曼曼曼！舅舅。

准则大类

Ｉ、地层准则西南交通大学硕士研究生学位论文ａｌ第１７页－：＿ｍ／Ｉ．Ｉ＿Ｈａｉｎ，，：ｌ表２．２分区分度准则表准则基本型１、应力准则２、塑性区准则

３、位移准则

４、强度准则

５、刚度准则

６、１～５的组合运用ＩＩ、既有结构准则ⅡＩ、复合准则

（１）围岩应力准则

即按引起应力重分布的梯度变化范围和应力集中度（系数）划分。

（１）弹性准则（Ｉ、ＩＩ级围岩）；

（２）弹塑性准则（ＩＩＩ～Ⅵ级围岩）。

与应力状态（Ａ）有关，本案考虑为一般情况。∥＝０．１５＂～０．３５之间变化时，力＝—Ｌ＝ｏ．１８～０．５４。对高地应力及构造应力较大时，则需另案分析。本准则应

ｌ一∥

为最严格（苛刻）条件，所以定的范围值偏大。对于软土地层，该准则应用较少。（２）塑性区准则

即按塑性区不叠加（处于临界状态）确定分区指标。

考虑近接施工引起周边应力重分布后若仍处于弹性状态时，说明围岩强度仍有潜力，对既有结构引起的受力变化不大，只有出现塑性区且与既有侧连通时，才会引起对既有结构物的较大影响。这种条件较应力准则有所放松。

（３）位移准则

即按新建工程引起既有结构物处的地层变位程度划分影响区域的准则。

当既有结构对位移响应最强，如基础等的不均匀沉降，地表下沉及隧道的纵向位移等情况下，则应按位移值大小划分影响区域和近接度。

（４）既有结构物强度准则

即按新建工程引起既有结构物承载力改变程度划分影响区域和近接度的准则。

既有结构的健全程度及新建工程对其的影响程度将直接影响区域指标的划分。既有结构健全度越高，允许接近的距离越小，反之则越大。

（５）既有结构物刚度准则

即按新建工程引起既有结构物形状改变程度及内部构造物允许的变位要求来划分影响区域的准则。

（６）复合准则

复合准则即１一－－＇５的复合运用。

有些类型条件下，需同时考虑ｌ＇－－－，５中两种及以上准则的组合运用。关于准则的运用参见本文第４章中的有关内容。

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２．３文献中的影响分区

近接施工的影响不仅存在着局域性，而且在局部的范围内应力重分布是有梯度变化的，即影响程度是不同的，一般可认为与距离的ｎ次幂成反比。因此可提出与距离直接相关的近接施工影响分区及标准。日本的铁路隧道、公路隧道近接指南‘５～６１和文献［１】中均给出了基本接近的影响分区标准，见表２．３。

表２．３分区标准

近接区划特征

新建工程对既有结构物

有影响，且影响较强，通

常会产生危害。

新建工程对既有结构物

有影响，但影响较弱，通

常不会产生危害，但需注

意。

一般不需要考虑新建工

程对既有结构物的影响。对策必须从施工方法上采取措施并根据既有结构物的强度、变形量等来研究影响程度，而后采取相应措施。同时对既有结构物和新建结构物进行量测管理。一般以采用合适的施工方法为对策，并根据既有结构物的强度、变形量等来推定容许值，再决定是否采取其他措施。为施Ｔ安全，要对既有结构物和新建结构物进行量测管理。一股不需要米取措施。Ａ——强影响区Ｂ——弱影响区Ｃ——无影响区

２．４几何近接度、近接影响度的定义

２．４．１几何近接度、影响度等概念的提出

由大量近接工程实践和国内外的研究可知，对于确定的近接工程，会因为对策措施的不同，影响的程度也会不同，而其固有的近接特性则应是确定的。从概念清晰出发，宜把属于近接几何尺度的因素和其他因素分开，提出几何近接度（简称近接度）的概念，为反映近接工程的影响或危险程度，可以相应地提出近接影响度的概念（简称影响度），而对于确定的近接类型，近接影响分区则应该是基于常规施工措施下的影响程度的区划。

因此，分别有如下定义：对于某确定的工程，几何上的近接程度称为几何近接度（ａｊａｃｅｎｔｄｅｇｒｅｅ），可以用下式表示：

彳：ｉＳ（２－４）Ｄ

式中：Ｓ为新建（后建）和既有（先建）结构间的净矩；Ｄ为近接工程的当量规模尺寸，在隧道类近接工程中可为后修隧道的当量直径历。

近接影响度（ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｅｇｒｅｅ）是指对于确定的近接工程，根据一定的判别准则，在采用确定的施工方法和措施的情况下，新建（后建）工程施工对既有（先建）结构影响的程度。近接影响分区（简称影响分区）则是对于确定的近接类型，在采用常规的施工措施条件下，根据一定的判别准则，反映既有（先建）结构影响程度的关于新（后）建结构的１１维影响因素空间中的区划。这样就把确定的近接工程固有的近接特性，如几何近接度、影响分区，和在采

ｎ—ｎｌ西南交通大学硕士研究生学位论文

。ｍＩＩ＿。ｍ．．皇曼曼曼曼曼鼍笪皇曼曼皇曼第１９页

取特殊对策措施下的实际工程的影响程度区分开来。

２．４．２近接影响度、影响分区的相关因素及其表达式

给出一个近接影响度的确切表达式，实际上是及其困难的。然而，为从宏观上指导近接施工的影响判断，客观上需要一个定量表达式，本文试图从分析准则（Ｃ）的影响因素及其逻辑关系入手，并与长期来的理论实践体系建立联系，给出一个相对完善的关于近接影响度的表达式，在此基础上可以根据判别准则的阈值，给出影响分区和分区界线的表达式。

近接施工中准则（Ｃ）的影响因素有：

Ｉ）几何近接度（４）：影响系数为％；

这是一个无量纲量，是最直观的一个影响因素，定义见２．４式，％是以彳＝１为基准的修正系数，为一正有理数。

２）相互位置关系（秒）：影响系数为儡；

相互位置关系主要是指平面中的角度关系，对于隧道间的近接来说，如本章

第一节所描述的几者关系，可以是基于极坐标系统的连续的角度关系。儡为以水平平行（简称并行）为基准的影响修正系数，为一正有理数，当隧道并行布置时，取矾＝ｌ，如本文研究的三孔并行隧道即属此例，且在一般性研究中两边洞与中洞的净距相等，属同步近接情形。

３）施工方法（ｒ）：影响系数口，：

这里所指的主要为大的工法，如矿山法，盾构法和明挖法以及属于其中的大的分类。不同的施工方法，应力释放率有较大差别，．导致近接水平也有较大差异。在常规施工情况下，一般认为盾构的近接水平可以较高，影响相对较小。其本质上是支护时机的差异，如明挖法在大规模开挖前就可以施作围护结构，盾构法在辅以同步注浆工艺下也具有较强的及时支护能力，矿山法的支护相对较为滞后，特别对于钻爆法施工的隧道。当然这也是可以转化的，当矿山法采用较强的超前支护和预衬砌时，也就具有较强的预支护能力，将大大减小应力释放率。应力释放率在一般情况下为正值，且小于１，体现的是卸载的情形，在有些特定工法的局部时段，也可以是一负值，体现的是加载的情形，如盾构项进时产生的挤压现象在盘寸。

影响系数口，可以是以某一类工法为基准的修正系数，为一正有理数。如本文研究的盾构法，是以掌子面土压平衡为模式的闭胸式盾构，主要是土压平衡盾构和泥水压平衡盾构，以此为基准则可以取口，＝１。

４）地质条件（Ｇ）：影响系数为口，；

毋庸置疑，在这里虽用一个统一的影响系数，口，表达，但实质是一个最为复杂的影响因素。包含着地质构造、地层岩性等复杂性息，可与围岩级别或岩土分类建立联系，也可以是地层物理力学参数建立联系，前者是基于某一级围岩或地层土类为基准的修正系数，后者则是以某一级围岩或地层的物性指标为基准的修正系数。

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从物性指标来看，一般有７，Ｅ，∥，ｃ，≯，如果基准值为７。，Ｅｏ，风，％，九，则可将口３表达为如下函数：