[发明专利]一种隧道暗挖施工造成地表沉降的计算方法

说明书

本发明公开了一种隧道暗挖施工造成地表沉降的计算方法，包括以下步骤：设隧道超挖部分以隧道圆心为中心，且沿隧道外径外呈圆环分布。将隧道超挖部分划分为n个面积相等的单元，分别计算各单元完全塌陷对地表造成的沉降，然后再进行叠加求和，求出隧道暗挖施工造成的地表沉降量S_(x)，该方法能够精确计算得到隧道暗挖施工造成的地表沉降，并且计算过程较为简便。

技术领域

本发明属于地下工程技术领域，涉及一种隧道暗挖施工造成地表沉降的计算方法。

背景技术

随着我国经济快速发展，城市化进程不断加快，原有的交通设施难以满足日益增长的交通需要，许多大城市面临交通堵塞等问题。

地铁由于在地下，具有不与地面交通相互干扰，安全舒适、方便快捷、运送量大等优点，已成为城市缓解交通压力的主要措施之一。

地铁隧道施工不可避免的引起地层位移和地表沉降塌陷，在土质地层城市中，地层变形问题是地铁建设普遍关注的问题。

地铁隧道施工引发地表沉降，进而带来的问题主要包括：影响道路平整性，造成路面开裂，对行车安全造成影响；引起地表建筑物基础的不均匀沉降，造成开裂、破坏，甚至倒塌引发人员伤亡；造成地下各种预埋市政管线的变形，引发煤气泄露、自来水管爆裂等问题。

Peck法是工程界最常用的地表沉降的计算方法，该方法计算地表沉降具有简单方便、通俗易懂等优点，但大量的实测数据表明，Peck公式对浅埋隧道的适用性较差，其计算结果误差较大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种隧道暗挖施工造成地表沉降的计算方法，该方法能够精确计算隧道暗挖施工造成的地表沉降，并且计算过程较为简便。

为达到上述目的，本发明所述的隧道暗挖施工造成地表沉降的计算方法包括以下步骤：

设隧道超挖部分以隧道圆心为中心，且沿隧道外径外呈圆环分布，将隧道超挖部分划分为n个面积相等的单元，分别计算各单元完全塌陷对地表造成的沉降，然后再进行叠加求和，求出隧道暗挖施工造成的地表沉降量S_(x)，其中，隧道暗挖施工造成的地表沉降量S_(x)为：

其中，R为隧道的外径，θ为单元与隧道竖向轴线的夹角，x为地面距隧道中轴线的距离，i_i为单元引起地表沉降的沉降槽宽度。

各单元引起地表的沉降S_i(x)为：

各单元引起地表沉降的沉降槽宽度i_i为：

为土体的内摩擦角。

n＝20。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的隧道暗挖施工造成地表沉降的计算方法在具体操作时，将隧道超挖部分划分为n个面积相等的单元，分别计算各单元完全塌陷对地表造成的沉降，然后再进行求和，得到隧道暗挖施工造成的地表沉降量。该计算方法简单易行，容易理解，计算精度高，无需复杂的数学运算，更不需要编程，使用门槛较低，易于在工程界推广应用。

附图说明

图1为本发明中隧道超挖部分划分结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

Peck公式假设隧道超挖部分完全塌陷造成的地表沉降符合正态分布规律，但大量的实测数据表明，该公式对浅埋隧道的适用性较差，其计算结果误差较大。