矿山法隧道下穿铁路沉降影响分区研究(7)

，Ｐ．Ｊ，’

ａ，＝Ｅ（二，÷，旦，二，羔）

％丘ｏ∥ｏ“ｆｏ‰（２．５）

当然２－５式比较复杂，需要通过大量的分析才能确定。前者的方法分析量相对较少，可以通过上下限控制、线性或非线性内插的方法宏观确定，可操作性好，便于推广应用，缺点是精确性相对不够。

当对中间地层采取注浆加固等措施时，可以相应改善地质条件，可以在本项因素中考虑和反映。若以本文所研究的地层条件为基准，相应的可以令ａ，＝１。

５）埋深条件（日），影响系数ａ。；

埋深对近接施工来说，主要体现的是两方面的影响，。一方面是几何因子，另一方面则反映的是地层初始应力的影响。一般埋深越深，初始应力越大，对既有结构的影响更大。影响系数口。是以一确定埋深为基准的修正系数。对于本文研究的地铁盾构隧道，通过资料调研，认为可以将２Ｄ定位一基准埋深，这是因为，在我国目前修建的地铁区间中，基本在这个埋深上下波动，另外，在地铁盾构的相关规范、荷载计算和实践中，也把２Ｄ作为盾构深浅埋的分界值。则当埋深等于２Ｄ时就有，ａ。＝ｌ。

６）既有（先建）结构物的劣化度（Ｑ）：影响系数为纵；

在１９９７年铁道部颁布的行业标难《铁路隧道设备劣化评定标准一一隧道》（Ｔ２８２０．２—１９９７）ｑｈ，规定采用劣化度的方法判定隧道结构物的功能状态，将结构物的劣化等级分为５级。２００３年交通部颁布的《公路隧道养护技术规范》（ＪＴＧＨ１２．２００３），也将劣化程度分为５级。两规范在个别等级的判定表述上不尽相同，但在导致结果的判定上是一致的，可以认为是本质一致的表述。与此相对应，可以给出结构的健全度的分级，具体的劣化等级和劣化度的对应关系见表２．５，相应地可以给出反映劣化程度的量化指标劣化度，也将其分为５度，分别与劣化等级相对应。口；则是关于某一等级劣化度为基准的修正系数，为一正有理数，这里的基准劣化度可以定为１。则当劣化度为１时，口。＝１。

表２．５

劣化度（Ｑ）

５

４

３

２

１如果对既有结构进行维修或加强，则可以显著降低劣化度，甚至可以使劣化度小于ｌ。劣化等级和劣化度划分表判定分类（公路）３Ａ（严重破坏）２Ａ（较严重破坏）ＩＡ（破坏）Ｂ（轻微破损）Ｓ（情况正常或很轻微）措施立即采取尽快采取必要时（准备）采取加强监视正常保养劣化等级（铁路）ＡＡ（极严重）Ａｌ（严重）Ｂ（较重）Ｃ（中等．影响较轻）Ｄ（轻微）

７）对策（Ｍ），影响系数ｎ６；这里的对策措施专指新建工程侧的措施，包括支护结构类型，强度，刚度，

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辅助工法等，对于确定的近接工程，对策措施对应力释放率和近接影响度具有决定性的作用。对于盾构工程来说，施工措施中的主要影响因素有土仓压力、推进力、推进速度、管片同步以及二次注浆压力和注浆量等。可以划分不同的施工等级水平，影响系数ａ。为一正有理数，可以是某一基准施工水平的影响修正系数，也可以采用对其中的单项措施进行影响修正，方法如同地质影响因素修正系数的处理。可以选择常规设计支护措施和施工方法作为基准措施，此时，有ａ。＝１。

８）其他，综合系数Ｋ。

对于确定的近接工程和判别准则，应为一确定的正有理数，在特殊情况下可以是关于上文提到的某个或几个影响因素的函数。

假定上述影响因素基本相互独立，且根据影响因素的逻辑关系，认为以上影响因素修正系数对近接影响判别准则具有乘的效应，因此可以给出确定近接类型的近接影响判别准则的表达式如下：

ｃ｛『＝Ｋｏ口ｏ｛，口ｌｌｆ口２口口３｛，口４盯口５可口钮（２－６）

式２—６中：

ｉ——近接施工的种类，ｉ＝１、２、…Ｎ；

ｊ——近接施工影响判别准则类型，ｉ＝１、。２、…Ｌ：

Ｃ“——第ｉ种近接施工类型的关于第ｉ个准则的准则值；

Ｋ，，——第ｉ种近接施工类型的关于第ｊ个判别准则的影响综合系数，实质为基准情况时的准则值；

口Ｍ——第ｉ种近接施工类型下的关于基准几何近接度的修正系数，为一正有理数；

ｑ，，——第ｉ种近接施工类型下，关于第ｊ个准则的基准位置（角度）关系的影响修正系数，为一正有理数，取并行位置为基准位置，则有ａⅢ＝ｌ；

ａⅫ——第ｉ种近接施工类型下，关于第．ｉ个准则的基准施工方法的影响修正系数，为一正有理数；

吼。——第ｉ种近接施工类型下，关于第．ｊ个准则的基于一定围岩级别或土石分级的地质条件影响修正系数，为一正有理数；

ａ。；，——第ｉ种近接施工类型下，关于第ｉ个准则的基准埋深的影响修正系数，为一正有理数，对于地铁盾构隧道，可取基准埋深Ｈ。＝２Ｄ，此时ａ¨＝１；

口钳——第ｉ种近接施工类型下，关于第．ｉ个准则的既有结构物基准劣化度的影响修正系数，为一正有理数，可取基准劣化度Ｑ＝１，此时ａ钳＝ｌ。

吼。——第ｉ种近接施工类型下，关于第ｊ个准则的新建隧道侧基准施工措施的的影响修正系数，为一正有理数，可取基准施工措施为非近接施工条件下的常规施工措施，此时ａ甜＝１。

在近接影响判别准则的表达式中待定的有理数，可以通过数值分析，模型试验，现场测试，经验判断等方法确定，通过上述方法确定的参数体系仍然需要在长期的实践中去检验修正，表达式也需要不断完善。

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！ｉＩＩＩ。ＩＩＩ。ＩＩＩＩＩＩＩＩ曼曼曼！曼曼曼皇曼曼曼曼！！！蔓曼曼曼！曼曼曼曼

判别准则值的大小反映着近接影响程度，为使不同判别准则下的近接影响度有统一的量化表达，同时与习惯一致，便于应用，可以将近接影响度分为５度，实际使用中可以使，在Ｏ～５之间变化，这样根据一定的阈值标准，可以在近接影响度和判别准则间构建一定的函数关系：

‘ｆ＝∥（Ｃｊ，）（２?７）

式中：，。——第ｉ种近接施工类型的关于第Ｊ个准则的近接影响度；

沿用文献［１］的关于近接影响分区标准，即将影响分区分为强、弱和无影响的三级分区标准，根据近接影响分区的相关定义，应是指对于确定的施工方法和常规措施条件下，根据一定的判别准则的新（后）建工程的空间区划，这个判别准则可以通过常规施工条件下的近接影响度来反映，并可以使常规施工条件下的影响度（简称常规影响度）与影响分区的建立联系，其对应关系见表２—６。

表２－６常规影响度的划分与影响分区的对应关系

近接影响区。常规影响度

４≤咫５

强影响区Ａ３≤，＜４

２≤』＜３

弱影响区Ｂ１≤Ｋ２

无影响区Ｃ０＜，＜ｌ

根据影响分区是基于常规施工措施的概念，此时有ａ甜＝１，相应的分区表达式为６维影响因素空间中的点集，即：

Ａ＝｛（Ａ，０，Ｔ，Ｇ，Ｑ，Ｍ）ｌＬ≥２＞强影响分区

Ｂ＝｛（彳，０，Ｔ，Ｇ，Ｑ，Ｍ）ｌｌ≤厶＜２）弱影响分区（２—８）

Ｃ＝｛（彳，０，Ｔ，Ｇ，Ｑ，Ｍ）ｌＩ。＜ｌ｝无影响分区

设口０，，与几何近接度Ａ具有以下关系：

口晰；Ｆ（彳）＝Ｆ（Ｓ／Ｄ）（２－９）

根据式２－９，当其他影响因素确定时，关于后建隧道（结构）对既有隧道（结构）的等值影响度的净距集合（等值线）的表达式可表示为：

ｓ：础！：旦！）Ｄ（２－１０）

Ｋ口口１口口２Ｆ口３口口４Ｆ口５口口６Ｆ

相应的影响分区界线表达式为：ｓＫ’：∥（ｚ上些）Ｄ（２．１１）

Ｋ口口ｌ｛『口２｛，口３｛，口４口口５｛，

卜影响分区界线序号，ｋ＝ｌ或２，ｋ＝ｌ为强影响序号，ｋ＝２为弱影响序号；式２－１０中：

＆一对应于第ｋ个影响分区界线的新（后）建结构与既有（先建）结构的距离；，ｉｉｋ——第ｉ种近接施工类型的关于第ｊ个准则的第ｋ个影响界线的近接影响度，当ｋ＝ｌ时，有］ｉｊｋ：Ｉ，ｋ＝２时，Ｉｕｋ＝２。

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２．４．３近接影响度相关系数的确定方法

由于地下工程问题的复杂性，虽然给出了关于相关近接影响度、影响分区的表达式，但实际上只是基准影响因素修正概念基础上的逻辑性表达，在现阶段仍然没法根据给定条件，直接计算影响度或确定影响分区，而仍然需要综合运用数理力学方法（数值分析、模型试验和现场量测）和类似工程的经验类比，得到相关的影响系数指标体系。需要确定的指标主要有口晒，ｃ／１０，口２盯，Ｃ／３＿ｆｊ，口４／ｊ，ＧＳＯ，口晒，和ＫＵ等系数，有些为单因素影响系数，如（２０ｔｉ，口ｌ＂ｄ钳，‰∥其余系数可以是多因素影响系数，也可以简化成相关分级的函数关系。

从求解方法来看，可以分为数值分析、模型试验和现场测试等方法，一般走数值解析预测确定，模型或现场测试验证、修正的技术途径。从途径来看可以分为直接求解法和间接求解法。所谓直接求解法是指运用数值分析方法，导入相关的准则条件，求解出参数的具体系数值，类似于反分析方法，这需要重新推导相关数值分析程式，并编制相应的软件进行。间接求解法则是利用常规的分析手段对近接类型的不同影响因素进行大量分析，运用统计分析方法进行关系研究，可得到统计表达式和规律，从而确定相应参数，对于某些系数，也可以通过线性或非线性内插或外插得到相应的系数值，间接法需要进行的分析量较大。本文研究中使用的是间接法。

具体来说，对单因素参数，可以通过对单因素不同参数值的解析，得到近接影响度与该参数的定量关系（如统计公式），从而确定参数的系数值；对于多因素作用的参数，又可以分两种情况，一种设定几个等级水平的上下限值，选定上下限参数水平进行分析，然后可以类似于单因素参数的确定，另外一种是在全面分析相关影响因素的基础上，通过大量的计算和实例结果，利用统计分析确定；最后一种如综合系数Ｋ。的确定，可以根据一定的判别准则和相关阈值，通过计算或检验基准影响因素下的近接影响度确定，在确定了上述系数后，可以根据近接影响分区表达式得到相应的分区。

应该予以指出的是，无论采用何种途径和分析方法，运用一定的经验和逻辑判断仍是必要的，这正是由隧道工程的特点决定的。