盾構(gòu)掘進(jìn)振動(dòng)對(duì)既有隧道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力影響研究

李紅巖，李文博,2

(1. 新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆維吾爾自治區(qū) 昌吉 831100；2. 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410114)

盾構(gòu)法施工因其安全性高、施工效率高以及自動(dòng)化作業(yè)程度高等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛應(yīng)用[1-4]，相關(guān)技術(shù)設(shè)備日趨成熟。但隨著工程實(shí)踐的逐步推廣，地鐵盾構(gòu)施工引起的環(huán)境振動(dòng)問題日益嚴(yán)重。在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，刀盤對(duì)土石材料的切割在地層中產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，振動(dòng)波傳播至地表引起嚴(yán)重的場(chǎng)地振動(dòng)，場(chǎng)地振動(dòng)引發(fā)地表建筑的二次結(jié)構(gòu)振動(dòng)和噪聲，不僅導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷或鄰近建筑物的共振，同時(shí)對(duì)居民區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)域造成嚴(yán)重危害[5]。近年來，盾構(gòu)施工引發(fā)周圍環(huán)境及構(gòu)筑物的安全事故屢見不鮮，如北京地鐵10 號(hào)線和8號(hào)線2 期等[6]工程均因盾構(gòu)掘進(jìn)施工在周圍土層中誘發(fā)了劇烈振動(dòng)，刀盤附近的加速度振級(jí)超出了規(guī)范要求。因此，迫切需要對(duì)盾構(gòu)施工在周圍環(huán)境中產(chǎn)生的動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行可靠研究，以明確施工振動(dòng)的產(chǎn)生機(jī)制以及振動(dòng)波在地層中的傳播規(guī)律，掌握振動(dòng)對(duì)建筑及居民安全的影響程度，從而實(shí)現(xiàn)減振隔振防控，降低環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)盾構(gòu)施工引發(fā)的環(huán)境振動(dòng)問題開展了許多研究。張波等[7-8]分別對(duì)北京地鐵盾構(gòu)施工洞內(nèi)管片、地表振動(dòng)以及周圍建筑物的動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲得了施工振動(dòng)沿地表的傳播規(guī)律以及建筑物動(dòng)響應(yīng)的空間分布規(guī)律。COMODROMOS 等[9-10]建立雙線隧道數(shù)值模型，考慮地應(yīng)力平衡與盾構(gòu)掘進(jìn)的同時(shí)作用，研究開挖面支護(hù)、注漿壓力及注漿間歇時(shí)間等施工參數(shù)對(duì)地面沉降的影響。羅杰等[11-12]對(duì)地鐵盾構(gòu)施工進(jìn)行數(shù)值仿真，分別研究了不同樁基模式、開挖面支護(hù)以及地表建筑物剛度等條件下盾構(gòu)施工對(duì)瞬時(shí)地表沉降和穩(wěn)定地表沉降的影響。王紅麗等[13-14]模擬盾構(gòu)施工對(duì)其側(cè)穿建筑樁基以及鄰近獨(dú)立基礎(chǔ)的影響，通過控制模型工況和幾何尺寸，獲得施工參數(shù)和空間距離對(duì)側(cè)穿與鄰近基礎(chǔ)性能的影響。目前多數(shù)研究主要針對(duì)盾構(gòu)施工振動(dòng)在地層地表中的傳播規(guī)律、引起的地表不均勻沉降規(guī)律以及對(duì)鄰近建筑及建筑基礎(chǔ)的動(dòng)響應(yīng)特性的影響，對(duì)于鄰線施工振動(dòng)波在既有本線隧道結(jié)構(gòu)中的傳播規(guī)律，特別是鄰線振源對(duì)其所激發(fā)的本線動(dòng)響應(yīng)的疊加影響等方面鮮有研究。因此，本文依托北京地鐵10 號(hào)線1 期雙線盾構(gòu)施工工程，對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)過程中鄰線盾構(gòu)段、本線初支段與本線二襯段的加速度響應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。分別分析鄰線振源激勵(lì)下的加速度時(shí)頻響應(yīng)、鄰線周圍土層中加速度幅值隨隧道中心線距離的衰減特征以及本線隧道襯砌結(jié)構(gòu)拱頂及拱腰等部位加速度有效值的分布特征，從而獲得鄰線隧道盾構(gòu)刀盤切削所誘發(fā)的振動(dòng)在地層中的傳播規(guī)律以及對(duì)既有本線隧道結(jié)構(gòu)動(dòng)響應(yīng)的影響規(guī)律。

1 工程概況

北京地鐵10 號(hào)線石榴莊站至大紅門站區(qū)間，左右線凈間距為5.25 m。左線采用礦山法先施工完成，右線采用盾構(gòu)法施工。左線暗挖隧道采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工。單洞雙線馬蹄形斷面，結(jié)構(gòu)總寬12.5 m，總高9.35 m，初支厚度350 mm，隧道覆土厚度約為10 m。左線暗挖隧道位于卵石和粉細(xì)砂層，卵石層級(jí)配良好。右線盾構(gòu)隧道穿越地層以細(xì)中砂層、粉質(zhì)黏土層和卵石層為主，卵石直徑較小。各主要地層自上而下的相關(guān)物理力學(xué)參數(shù)見表1所示。

表1 場(chǎng)地的分層土介質(zhì)的基本參數(shù)Table 1 Basic parameters of layered soil medium

2 盾構(gòu)掘進(jìn)振動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

2.1 測(cè)試方法

為研究右線隧道盾構(gòu)刀盤切削所誘發(fā)振動(dòng)在地層中的傳播規(guī)律及其對(duì)左線既有隧道結(jié)構(gòu)的影響，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過程中，采用2套設(shè)備在刀盤切削時(shí)進(jìn)行同步測(cè)試。其中，左線暗挖初支段測(cè)試系統(tǒng)由WS-5921 數(shù)據(jù)采集儀、941B(新)型低頻傳感器(頻率范圍為0.17～100 Hz)和計(jì)算機(jī)等組成，采樣頻率為200 Hz。右線盾構(gòu)隧道測(cè)試系統(tǒng)由24 位網(wǎng)格分布式(ⅠNV3060A)采集儀、頻率范圍為0.2～500 Hz和靈敏度為1.0 v/g的P35壓電式加速度傳感器等構(gòu)成?？紤]振源處高頻存在，采樣頻率為1 000 Hz。

每組測(cè)點(diǎn)均同時(shí)測(cè)試三向加速度，且規(guī)定：水平面內(nèi)垂直于盾構(gòu)掘進(jìn)為X方向；盾構(gòu)掘進(jìn)方向?yàn)閅向；垂直于水平面的鉛垂方向?yàn)閆方向。

測(cè)試過程和方法依據(jù)國(guó)家標(biāo)參考相關(guān)規(guī)定[12]進(jìn)行。

2.2 測(cè)點(diǎn)布置

1) 左線初支段

在左線暗挖初支段沿盾構(gòu)掘進(jìn)方向布置3個(gè)斷面，分別對(duì)應(yīng)右線盾構(gòu)刀盤的85 環(huán)、105 環(huán)和125環(huán)，間距為24 m，縱斷面測(cè)點(diǎn)布置如圖1～2 所示，依次標(biāo)記為斷面A，斷面B 和斷面C。刀盤切削過程為20 min，采集過程分3次完成。

圖1 左線初支段縱斷面布置Fig.1 Longitudinal section layout of the initial branch of the left line

圖2 初支段結(jié)構(gòu)Fig.2 Ⅰnitial branch structure

每個(gè)橫斷面上下導(dǎo)洞布置4 組測(cè)點(diǎn)。以斷面A為例，上導(dǎo)洞自右往左依次標(biāo)記為A-1，A-2，A-3，A-4，下導(dǎo)洞自右往左依次標(biāo)記為A-5，A-6，A-7，A-8；每個(gè)測(cè)點(diǎn)水平間距為4 m，上導(dǎo)洞測(cè)點(diǎn)距離中板1.1 m，下導(dǎo)洞距離中板1.4 m。將傳感器安裝在和結(jié)構(gòu)焊接牢固的水平鋼板上，如圖3所示。

圖3 初支段橫斷面測(cè)點(diǎn)布置Fig.3 Arrangement of measuring points in transverse direction of primary lining

2) 左線二襯段

在左線暗挖二襯段沿盾構(gòu)掘進(jìn)方向布置2個(gè)斷面，對(duì)應(yīng)右線盾構(gòu)刀盤的位置分別位于173 環(huán)和193環(huán)，間距為24 m，依次標(biāo)記為斷面D，斷面E，每個(gè)斷面均布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)，以斷面A 為例，自右向左依次為1，2，3，如圖4所示。

圖4 二襯段橫斷面測(cè)點(diǎn)布置Fig.4 Arrangement of measuring points in transverse direction of secondary lining

3) 右線盾構(gòu)段

在研究盾構(gòu)施工誘發(fā)的環(huán)境振動(dòng)時(shí)，振源特性及振動(dòng)強(qiáng)度至關(guān)重要，準(zhǔn)確地確定振動(dòng)源成為開展該問題研究的首要問題。眾所周知，盾構(gòu)施工一個(gè)完整的周期包括電瓶車運(yùn)送管片、刀盤切削巖土體、電瓶車運(yùn)送渣土和拼裝管片。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)地表振動(dòng)響應(yīng)強(qiáng)烈程度依次為：刀盤切削巖土介質(zhì)、電瓶車和臨時(shí)軌道間的輪軌相互作用、盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部機(jī)械。

由于在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，一方面無法將傳感器布置在刀盤上，另一方面地表不具備打孔布置測(cè)點(diǎn)的可能性，選擇在緊鄰刀盤左右管片及機(jī)械設(shè)備上(距離刀盤約8 m)設(shè)置3 組振源測(cè)點(diǎn)，并用快粘粉將其固定，如圖5所示。

圖5 現(xiàn)場(chǎng)傳感器安裝Fig.5 Ⅰnstallation of sensor on the spot

3 測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)處理

盾構(gòu)掘進(jìn)通過監(jiān)測(cè)斷面的時(shí)間T內(nèi)，其振動(dòng)加速度有效值按下式計(jì)算：

式中：arms為加速度有效值，m/s2；a(t)為t時(shí)刻的加速度，m/s2；T為振動(dòng)持續(xù)時(shí)間，s。

式中：VAL單位為dB；arms為振動(dòng)加速度的有效值，m/s2；a0為基準(zhǔn)加速度，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ⅠS02631 中規(guī)定取值為1×10-6m/s2。

按照我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，中心頻率為1，1.25，1.6，2.0，2.5，3.15，4，5，6.3，8 和10 Hz，…。1/3 倍頻程譜的上、下限頻率及中心頻率之間的關(guān)系為：

1/3 倍頻程譜帶寬為：Δf=fu-fl；其中，fl為下限頻率；fc為中心頻率；fu為上線頻率。

4 測(cè)試結(jié)果分析

4.1 右線盾構(gòu)隧道震源特性

圖6 和圖7 分別為盾構(gòu)刀盤掘進(jìn)引起的振動(dòng)加速度時(shí)程曲線及幅頻曲線。經(jīng)分析可知：

圖6 時(shí)程曲線Fig.6 Time-history curves

圖7 頻譜曲線Fig.7 Spectrum curves

1)圖6 加速度時(shí)程響應(yīng)表明，Z向測(cè)點(diǎn)加速度曲線振動(dòng)趨勢(shì)平緩，X向和Y向測(cè)點(diǎn)加速度曲線振動(dòng)趨勢(shì)強(qiáng)烈。其中，Z向測(cè)點(diǎn)加速度信號(hào)呈現(xiàn)出多個(gè)周期性峰值，X向和Y向測(cè)點(diǎn)加速度信號(hào)周期性峰值不明顯，加速度振幅具有隨機(jī)性。振動(dòng)加速度峰值表現(xiàn)為Y向＞X向＞Z向的規(guī)律。

2)圖7加速度幅頻響應(yīng)表明，各測(cè)點(diǎn)的加速度頻譜曲線均存在2個(gè)以上的主頻，主頻域的頻率均分布于500 Hz 范圍內(nèi)，第1 主頻集中分布于200 Hz 范圍內(nèi)。各測(cè)點(diǎn)在其主頻段內(nèi)的振動(dòng)加速度幅值均表現(xiàn)為Z向＞Y向＞X向的規(guī)律，表明振動(dòng)能量在鉛垂面內(nèi)的分布相較水平面內(nèi)的分布占優(yōu)。水平面內(nèi)測(cè)點(diǎn)的加速度主頻在譜曲線中存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中，X向與Y向測(cè)點(diǎn)的加速度頻響均由30，60 和470 Hz 附近的頻率成分主導(dǎo)。鉛垂面內(nèi)測(cè)點(diǎn)的加速度主頻則呈現(xiàn)出多個(gè)單峰，Z向測(cè)點(diǎn)的加速度頻響分別由10，40，150，200，375 和470 Hz 附近的頻率成分主導(dǎo)，表明振動(dòng)能量在鉛垂面頻域內(nèi)的分布更為分散。同時(shí)可知，X向與Y向測(cè)點(diǎn)的加速度頻響在470 Hz 附近的頻率成分相較30 Hz 附近的頻率成分占優(yōu)，Z向測(cè)點(diǎn)的加速度頻響在10 Hz附近的頻率成分相較470 Hz附近的頻率成分占優(yōu)，體現(xiàn)出地層圍巖的濾波作用，將振動(dòng)能量的高頻成分高通傳播于水平面內(nèi)，低頻成分低通傳播于鉛垂面內(nèi)。

3) 盾構(gòu)施工的振源包括刀盤切削過程、管片拼裝、電瓶車運(yùn)送管片和渣土、盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部機(jī)械以及抽水、注漿等施工操作。其中，刀盤刀具切割土體過程中與卵石顆粒的碰撞及機(jī)械振動(dòng)為主要振源。通過對(duì)刀盤切削10 環(huán)，發(fā)現(xiàn)對(duì)于作業(yè)面向前10 環(huán)的影響相較作業(yè)面向后10 環(huán)的影響更大，表明盾構(gòu)掘進(jìn)后形成的隧道空腔具有一定的減振作用。根據(jù)美國(guó)FTR 規(guī)范計(jì)算得到隧道壁處的平均Z向振級(jí)VLz=108.8 dB。

4.2 左線初支段響應(yīng)特性

表2 和圖8～10 所示分別為左線初支段測(cè)試結(jié)果，從中分析可知：

圖8 左線加速度衰減曲線Fig.8 Acceleration decay curves in mining tunnel

表2 左線加速度級(jí)Table 2 VAL in mining tunnel dB

1)振源處振動(dòng)波受輻射阻尼和材料阻尼影響，振動(dòng)能量在土體中快速衰減，如，經(jīng)過5 m 的水平地層傳播，加速度有效值X方向由0.1 m/s2減少到0.007 6 m/s2。

2) 振動(dòng)隨距離并非單調(diào)衰減，而在距中線13 m 處，三向加速度的有效值均出現(xiàn)局部放大現(xiàn)象，這與馬蒙等[15-16]的研究結(jié)果相一致。原因可能是由于該段上部砂卵石下部粉細(xì)砂(上硬下軟)地層，彈性波在不同地層界面經(jīng)反復(fù)的反射、折射后與直達(dá)波相干形成能量聚焦區(qū)所致。

圖9 峰值加速度衰減規(guī)律Fig.9 Peak acceleration attenuation rule

3) 水平面內(nèi)垂直于盾構(gòu)掘進(jìn)方向的加速度量值要大于掘進(jìn)方向和豎直方向。說明相鄰隧道在振動(dòng)波影響下將受到“撕扯作用”，這種持續(xù)性“撕扯作用”在局部放大區(qū)域內(nèi)將更為顯著，嚴(yán)重時(shí)造成襯砌裂縫的逐漸發(fā)展。這種振動(dòng)波對(duì)相鄰隧道的“撕扯”作用當(dāng)遇到放大區(qū)域?qū)?huì)更加明顯，因此，想要控制施工振動(dòng)對(duì)襯砌裂縫的影響，需要采取相應(yīng)的減振措施，減小局部放大區(qū)內(nèi)的振動(dòng)能量。

4)Z向振動(dòng)加速度級(jí)由振源處的108 dB，衰減到距離振源17 m 處的55 dB；X和Y向振動(dòng)加速度級(jí)分別衰減到距離振源17 m 處的55 dB 和52 dB；均滿足FTR標(biāo)準(zhǔn)要求。

5) 與地震作用相比，盾構(gòu)施工產(chǎn)生的振動(dòng)動(dòng)應(yīng)力幅值小，作用時(shí)間短，峰值加速度量級(jí)10-2m/s2，在振動(dòng)加速度的安全范圍(＜0.102g)，不足以引起結(jié)構(gòu)的破壞。

6)采用MATLAB 編程對(duì)初支段的垂向加速度進(jìn)行1/3 倍頻程譜分析，比較上下導(dǎo)洞測(cè)點(diǎn)距隧道中心線不同距離處的計(jì)權(quán)加速度級(jí)，如圖10所示。發(fā)現(xiàn)各測(cè)點(diǎn)計(jì)權(quán)加速度級(jí)在各中心頻段內(nèi)的分布規(guī)律類似，譜曲線表現(xiàn)為在25 Hz 以內(nèi)的中低頻段分布平緩，振動(dòng)信號(hào)頻帶較寬，在30～80 Hz 的高頻成分對(duì)加速度級(jí)幅值貢獻(xiàn)較大。由于下導(dǎo)洞更接近振源，在同一位置各中心頻率的計(jì)權(quán)加速度級(jí)均高于上導(dǎo)洞。同時(shí)可知，隨著距隧道中心線距離的增加，加速度級(jí)在中低頻段內(nèi)變化較小，在50～80 Hz 的高頻段內(nèi)有所衰減，并且在距離中線5～9 m范圍內(nèi)衰減最顯著。

圖10 初支段測(cè)點(diǎn)1/3倍頻程譜Fig.10 One-third octave spectrum value of measurement points in primary lining

4.3 左線二襯段響應(yīng)特性

圖11～14 分別為左線二襯段測(cè)試結(jié)果，從中分析可知：

圖11 時(shí)程曲線Fig.11 Time-history curves

1)給出各測(cè)點(diǎn)典型二襯段3個(gè)方向的振動(dòng)加速度時(shí)程曲線。發(fā)現(xiàn)3 個(gè)方向在振動(dòng)持續(xù)時(shí)間30 s 內(nèi)的時(shí)程曲線均呈“紡錘形”。其中，X向和Y向加速度振動(dòng)趨勢(shì)平緩，Z向加速度振動(dòng)趨勢(shì)較強(qiáng)烈。對(duì)比發(fā)現(xiàn)3個(gè)方向的加速度峰值和有效值相近，并且加速度峰值均出現(xiàn)在加載時(shí)間為15 s附近，這與地鐵列車運(yùn)營(yíng)振動(dòng)以豎向振動(dòng)為主的特點(diǎn)存在差異，而且振動(dòng)的隨機(jī)性更強(qiáng)。

2) 給出加速度有效值隨距隧道中線距離的變化曲線，如圖12 所示。發(fā)現(xiàn)二襯段橫斷面加速度有效值沿縱向逐漸衰減，在振源處有效值最大，Z向達(dá)到了0.011 m/s2，Y向處于中值，在考慮峰值影響時(shí)，可以忽略沿盾構(gòu)掘進(jìn)方向的影響。3 個(gè)方向加速度有效值沿線并未出現(xiàn)局部放大效應(yīng)，分析其原因可能由于二襯段具有較好的剛度，整體性更強(qiáng)，止水橡膠起到了一定的減振降噪的作用，同初支段相比，二襯段的加速度均較小。因此，通過提高隧道結(jié)構(gòu)的整體性，增設(shè)橡膠等減振材料可以較為理想地減弱振動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。

圖12 加速度有效值衰減曲線Fig.12 Acceleration RMS attenuation curves

3)采用MATLAB 編程對(duì)二襯段橫斷面測(cè)點(diǎn)的垂向加速度進(jìn)行1/3 倍頻程譜分析，獲得距隧道中線不同距離處拱腰和拱底測(cè)點(diǎn)的加速度級(jí)在各中心頻率處的分布，如圖14 所示。發(fā)現(xiàn)在各中心頻段內(nèi)，拱腰與拱底的垂向加速度級(jí)幅值分布規(guī)律類似，加速度級(jí)隨中心頻率的增加而遞增，譜曲線表現(xiàn)為低于25 Hz 的中低頻平緩，振動(dòng)信號(hào)頻帶較寬，50～80 Hz 的高頻成分對(duì)加速度級(jí)幅值貢獻(xiàn)較大。在各中心頻段內(nèi)，拱腰的振動(dòng)加速度級(jí)略大于拱底。同時(shí)可知，隨著距隧道中心線距離的增加，各測(cè)點(diǎn)頻率響應(yīng)頻帶寬度逐漸減?。籞向振動(dòng)最大加速度級(jí)出現(xiàn)在頻率50～80 Hz 左右，譜曲線的高頻成分有所衰減，且集中出現(xiàn)于60 Hz附近。

圖13 二襯段峰值加速度Fig.13 Peak acceleration in secondary lining

圖14 二襯段測(cè)點(diǎn)1/3倍頻程譜Fig.14 One-third octave spectrum value of measurement points in secondary lining

5 討論

1) 據(jù)本文測(cè)試結(jié)果，在左線初支段距隧道中線13 m 位置處，發(fā)現(xiàn)上下導(dǎo)洞三向加速度峰值均出現(xiàn)局部驟增現(xiàn)象。這一現(xiàn)象在地鐵盾構(gòu)等地下施工引起的場(chǎng)地振動(dòng)中屢見不鮮，尤其在主放大區(qū)的振動(dòng)水平通常接近甚至超過振源處的動(dòng)響應(yīng)。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)振動(dòng)局部放大區(qū)的形成原因提出了多方面的解釋，主要包括：1) 近場(chǎng)體波在地表的入射與反射疊加效應(yīng)及體波隨入射角的衰減效應(yīng)；2) 地鐵隧道空腔對(duì)彈性波傳播的阻障作用；3) 土層泊松比對(duì)主放大區(qū)出現(xiàn)位置和放大程度的影響；4) 作用于隧道內(nèi)的豎向動(dòng)荷載形成的場(chǎng)地波場(chǎng)非均勻分布特征的影響；5) 土的層狀組成、隧道結(jié)構(gòu)、激勵(lì)頻率及材料阻尼等影響。結(jié)合本工程初支段結(jié)構(gòu)與周圍地層巖性，筆者認(rèn)為主要可能原因?yàn)椋?) 振源激勵(lì)的頻率與傳播介質(zhì)地層固有頻率相近所產(chǎn)生的共振現(xiàn)象；2) 振動(dòng)波傳播過程中與埋藏基巖表面的反射波、折射波的疊加所致。體波在地層界面經(jīng)反復(fù)的反射和折射后，反射系數(shù)及模式轉(zhuǎn)換系數(shù)發(fā)生改變，使體波分量產(chǎn)生了不同程度的綜合疊加；3) 砂卵石層與粉細(xì)砂層介質(zhì)的模量比(波阻抗比)及阻尼比對(duì)放大區(qū)反彈程度造成影響。層狀地層發(fā)生透射后的出射角變化、SV 波全反射及折射波將影響主放大區(qū)的出現(xiàn)位置及反彈程度。

2) 據(jù)本文測(cè)試結(jié)果，在左線二襯段三向加速度沿線并未出現(xiàn)局部放大效應(yīng)，且同初支段相比，二襯段的加速度有效值更小。分析其原因可能是二襯段外壁的止水橡膠降低結(jié)構(gòu)固有頻率，增大結(jié)構(gòu)阻尼，促進(jìn)體波隨行程增加而發(fā)生的衰減。吸收了彈性波的入射，降低了隧道內(nèi)場(chǎng)地波場(chǎng)的不均勻程度，從而提高二襯段整體性，起到了明顯的減振降噪作用。

6 結(jié)論

1) 振源處的加速度信號(hào)呈現(xiàn)明顯隨機(jī)性，加速度峰值呈現(xiàn)Y向＞X向＞Z向的規(guī)律，主頻域的頻率均分布于500 Hz范圍內(nèi)，第1主頻集中分布于200 Hz 范圍內(nèi)。振動(dòng)能量的高頻成分多分布于水平面內(nèi)，低頻成分多分布于鉛垂面內(nèi)。

2) 加速度響應(yīng)隨距隧道中線距離的變化存在局部放大效應(yīng)。該現(xiàn)象或主要源于砂卵石與粉細(xì)砂的復(fù)合地層組成所致。通過提高隧道結(jié)構(gòu)的剛度和整體性，增設(shè)橡膠等減振材料可較為理想地減緩局部放大的影響。

3) 鄰近隧道在施工振動(dòng)影響下引發(fā)橫向“撕扯作用”，“撕扯作用”主要集中在局部振動(dòng)放大區(qū)，在該頻段范圍附近內(nèi)需要適當(dāng)調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度，重新分配其振動(dòng)能量；不同于運(yùn)營(yíng)振動(dòng)以豎向振動(dòng)為主，盾構(gòu)施工振動(dòng)不具有方向性。水平面內(nèi)垂直于盾構(gòu)掘進(jìn)方向的振級(jí)大于掘進(jìn)方向和豎直方向。