基于Ｐｅｃｋ公式的富水砂質(zhì)地層盾構(gòu)隧洞施工沉降分析

摘 要：根據(jù)深埋富水砂質(zhì)地層的長(zhǎng)距離盾構(gòu)隧洞實(shí)測(cè)資料，分析了Ｐｅｃｋ 公式關(guān)鍵參數(shù)理論取值的適用性，并進(jìn)行數(shù)值模型計(jì)算，對(duì)比分析了富水砂質(zhì)地層隧洞的實(shí)測(cè)地表沉降量與理論計(jì)算沉降量。研究結(jié)果表明：對(duì)于埋深、開挖洞徑比Ｈ／ Ｄ＞５ 的深埋富水砂質(zhì)地層的盾構(gòu)隧洞，在無(wú)法揭穿不透水層的情況下，地表沉降是在不排水條件下產(chǎn)生的，地層損失率建議取值范圍為０．５％～１．０％；埋深較大、在地層內(nèi)部形成的“承載拱”拱頂距離地表垂直距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致了實(shí)測(cè)地表沉降槽寬度遠(yuǎn)小于理論計(jì)算值；提出了賦予參數(shù)ｎ 的改進(jìn)Ｌｅｅ 公式，建立了隧洞拱頂沉降量與地表最大沉降量的關(guān)系式。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)隧洞；沉降；Ｐｅｃｋ 公式；數(shù)值計(jì)算；富水砂質(zhì)地層

中圖分類號(hào)： ＴＶ６７２＋．１ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２３．０４．２３

引用格式：牛永前，楊立林，申魯．基于Ｐｅｃｋ 公式的富水砂質(zhì)地層盾構(gòu)隧洞施工沉降分析［Ｊ］．人民黃河，２０２３，４５（４）：１３０－１３５，１４２．

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提高，越來(lái)越多的引調(diào)水工程采用盾構(gòu)法或ＴＢＭ 法這種造價(jià)相對(duì)較高的施工工法進(jìn)行施工。盾構(gòu)隧洞施工不可避免對(duì)地層的擾動(dòng)，導(dǎo)致隧洞周圍地層變形及引起地表沉降，過(guò)大的土體變形尤其是沉降會(huì)對(duì)隧洞穿越區(qū)域已建的建（構(gòu)）筑物造成損壞。因此，對(duì)于穿／ 跨越重要建（構(gòu)）筑物、管線、重要河渠道堤防的盾構(gòu)隧洞施工引起的地表沉降，有必要在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行預(yù)測(cè)判斷。

因不同工程采用的盾構(gòu)隧洞施工工法不同，水文地質(zhì)條件差異較大，故國(guó)內(nèi)暫時(shí)沒(méi)有關(guān)于盾構(gòu)隧洞施工引起的地表沉降計(jì)算的行業(yè)規(guī)范。筆者以河南省西霞院水利樞紐輸水及灌區(qū)工程穿沁隧洞的原位試驗(yàn)資料為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)階段對(duì)于地表沉降計(jì)算的Ｐｅｃｋ 公式及其他學(xué)者對(duì)Ｐｅｃｋ 公式關(guān)鍵特征參數(shù)的研究成果，對(duì)富水砂質(zhì)地層條件下盾構(gòu)隧洞開挖引起的土體沉降規(guī)律進(jìn)行了分析研究。

３ 盾構(gòu)隧洞施工實(shí)例分析

３．１ 工程概況

穿沁隧洞是河南省西霞院水利樞紐輸水及灌區(qū)工程總干渠穿越沁河的建筑物，總長(zhǎng)度２ ８５０ ｍ（其中隧洞段長(zhǎng)２ ６４６ ｍ）。沁河屬于黃河支流，穿沁隧洞布置在焦作市武陟縣入黃河口上游，為地上懸河。根據(jù)黃河河道管理部門的規(guī)定，為保證天然河堤的安全，當(dāng)管線穿越河堤堤基時(shí)，穿堤處管頂高程必須在大堤兩側(cè)地面３０ ｍ 以下。因此，最終隧洞穿越沁河的洞頂設(shè)計(jì)埋深為：在沁河右堤下３２．９０ ｍ，在沁河左堤下３０．５０ ｍ。隧洞洞身采用單洞布置，外徑為６．６ ｍ，隧洞襯砌結(jié)構(gòu)為３５ ｃｍ 厚Ｃ５０ 預(yù)制混凝土管片＋５０ ｃｍ 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)襯。隧洞采用泥水平衡盾構(gòu)法施工，待外襯盾構(gòu)管片全線貫通且隧洞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后再施做現(xiàn)澆內(nèi)襯。本文僅討論盾構(gòu)施工階段對(duì)地表沉降的影響。

３．２ 地層巖性與水文地質(zhì)條件

穿堤處位于黃河沖積平原區(qū)，地勢(shì)平坦開闊，表層為第四系全新統(tǒng)中粉質(zhì)壤土、沙壤土，一般辟為耕地；表層以下主要為第四系上更新統(tǒng)沖積層和第四系中更新統(tǒng)洪積層，以粉砂、粉細(xì)砂為主，局部為砂壤土。

隧洞上覆蓋地層自上而下依次為：①重粉質(zhì)壤土（Ｑ２ａｌ４ ）。黃褐色，稍濕，可塑狀，僅分布于沁河河漫灘地表，層厚０．６～２．８ ｍ。②砂壤土（Ｑ２ａｌ４ ）。黃褐－棕褐色，局部雜灰褐色，稍濕，稍密；土質(zhì)不均，局部相變?yōu)榉凵?，沁河左岸夾有重粉質(zhì)壤土透鏡體，淺黃，局部夾雜淺黑色條紋，厚１．０～２．４ ｍ；沁河右岸夾中粉質(zhì)壤土透鏡體，淺黃，局部夾雜淺黑色條紋，厚１．７ ～ ４．４ ｍ。②－１ 粉砂（Ｑ２ａｌ４ ）。黃－褐黃色，稍濕，稍密，砂質(zhì)不均，局部黏粒含量稍多，主要分布于主河槽附近及沁河左岸，層厚２．０～１０．３ ｍ。③細(xì)砂（Ｑ２ａｌ４ ）?；液稚?，飽和，稍密－中密，成分以石英、長(zhǎng)石為主，砂質(zhì)不均，可見０．１～０．２ ｍ的泥質(zhì)條紋，局部相變?yōu)檩p粉質(zhì)壤土；分布較連續(xù)，層厚０．９～８．３ ｍ。

場(chǎng)區(qū)地下水分為潛水和承壓水。沁河右岸地下水賦存于中細(xì)砂中，埋深１４．２～２２．１ ｍ，略具承壓性。沁河河床中，沁河河水、潛水和下部承壓水存在水力聯(lián)系，河水補(bǔ)給地下水，受沁河河水影響，地下水位較高，多位于細(xì)砂層中，埋深４．４～１１．２ ｍ，水位自主河槽向兩側(cè)漸低，承壓水隔水層為重粉質(zhì)壤土層。沁河左岸地下水賦存于中細(xì)砂層中，埋深９．２ ～１９．８ ｍ，略具承壓性。

３．３ 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析

穿沁隧洞工程在地表埋設(shè)了沉降標(biāo)點(diǎn)，埋設(shè)方式為：沿著盾構(gòu)推進(jìn)方向，在盾構(gòu)隧洞拱頂正上方地表埋設(shè)沉降標(biāo)點(diǎn)ＤＢＣ（掘進(jìn)里程）－４，用于測(cè)量洞頂軸線方向上的地表沉降；在垂直于軸線的平面上，對(duì)稱埋設(shè)７ 個(gè)地表沉降標(biāo)點(diǎn)ＤＢＣ（掘進(jìn)里程）－１～ ＤＢＣ（掘進(jìn)里程）－７，用于測(cè)量與隧洞軸線垂直方向的地表沉降，其中ＤＢＣ（掘進(jìn)里程）－４ 位于對(duì)稱軸中心，為中心測(cè)量點(diǎn)。地表沉降標(biāo)點(diǎn)平面布置示意見圖２。

在坡比１ ∶ ２５ 的盾構(gòu)隧洞“下沉穿越段”，為保持１ ∶ ２５ 這種相對(duì)較大的掘進(jìn)角度，盾構(gòu)機(jī)機(jī)頭姿態(tài)需要不斷調(diào)整、糾偏，且靠近盾構(gòu)始發(fā)井的隧洞段埋深較淺，洞身處于重粉質(zhì)壤土、中砂夾層、粉質(zhì)黏土到粉細(xì)砂地層的過(guò)渡段，地質(zhì)狀況復(fù)雜，因此“下沉穿越段”的地表沉降數(shù)據(jù)起伏較大。該段最大沉降量發(fā)生在掘進(jìn)里程１１０ ｍ 處，最大沉降量為６．６ ｍｍ。隧洞在坡比１ ∶ ５００ 的“水平穿越段”，地表沉降量趨于穩(wěn)定，隧洞洞身已經(jīng)完全處于粉細(xì)砂層中?！八酱┰蕉巍钡淖畲蟪两盗堪l(fā)生在掘進(jìn)里程８０８ ｍ處，最大沉降量為４．６ ｍ。

圖４ 為不同地層損失率Ｖｌ 下的各理論Ｓｍａｘ 曲線。Ｐｅｃｋ 公式得出的地表最大沉降量Ｓｍａｘ最小，王正興公式得出的地表最大沉降量Ｓｍａｘ 最大。以實(shí)測(cè)“水平穿越段”最大沉降量４．６ ｍｍ 為基準(zhǔn)，當(dāng)Ｖｌ為０．９％～１．０％時(shí)，Ｐｅｃｋ 公式和Ｋｎｏｔｈｅ 公式計(jì)算的Ｓｍａｘ與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)擬合性較好；當(dāng)Ｖｌ為０．６％左右時(shí)，韓煊公式、Ａｔｔｅｗｅｌｌ 和Ｒａｎｋｉｎ理論、Ｌｅａｃｈ 公式計(jì)算的Ｓｍａｘ與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)擬合性較好。

盾構(gòu)隧洞盾體直徑大于襯砌管片直徑，以穿沁隧洞為例，外襯管片直徑為６．６ ｍ，盾構(gòu)機(jī)盾體外徑為６．８５ ｍ，外襯管片與粉細(xì)砂圍巖之間有約１２．５ ｃｍ 厚的壁厚注漿層。由于其相對(duì)礦山法隧洞有更厚的壁厚注漿層，因此盾構(gòu)法隧洞的地層損失率不應(yīng)過(guò)小。

Ｍａｉｒ 等［７－８］ 整理了英國(guó)大量的工程實(shí)例與文獻(xiàn)資料后得出，在均質(zhì)土中的盾構(gòu)法施工Ｖｌ 為０．５％ ～２．０％，在砂性土層中一般為０．５％左右，在軟土地層中一般為１．０％～２．０％；Ｏ’Ｒｅｉｌｌｙ 等［９］ 統(tǒng)計(jì)盾構(gòu)法施工實(shí)例得出，無(wú)黏性土Ｖｌ為２．０％～１０．０％。因此，王正興公式、Ａｔｋｉｎｓｏｎ 公式與該工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的擬合性較差。

根據(jù)圖４ 擬合所確定的各公式的損失率Ｖｌ，繪制典型斷面的地表沉降槽曲線， 典型斷面?。模拢茫ǎ福埃?ｍ）－１～７、ＤＢＣ（９２２ ｍ）－１～７、ＤＢＣ（１ ０２６ ｍ）－１～７三組實(shí)測(cè)沉降數(shù)據(jù)，得到的曲線如圖５ 所示。

由圖５ 可知，各典型斷面實(shí)測(cè)最大沉降量為４．１～４．６ ｍｍ，反彎點(diǎn)的距離ｉ 為１０～１５ ｍ。

根據(jù)理論公式擬合的沉降槽曲線中，在Ｖｌ為０．５％的條件下，Ａｔｋｉｎｓｏｎ 公式計(jì)算的地表最大沉降量為８．４２ ｍｍ，約為實(shí)測(cè)最大沉降量的２ 倍，結(jié)合前文所述認(rèn)為Ａｔｋｉｎｓｏｎ公式的適用性最差。在Ｖｌ為０．６％的條件下，韓煊公式、Ｌｅａｃｈ 公式得到的最大地表沉降量約為４．７ ｍｍ，與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)最為接近，然而反彎點(diǎn)的距離ｉ 卻大于１５ ｍ； Ａｔｔｅｗｅｌｌ 和Ｒａｎｋｉｎ 理論得到的最大沉降量為５．９ ｍ，反彎點(diǎn)的距離ｉ 大于２０ ｍ。

在Ｖｌ為１．０％的條件下，Ｐｅｃｋ 公式、Ｋｎｏｔｈｅ 公式得到的地表最大沉降量約為６．０ ｍｍ，反彎點(diǎn)的距離ｉ 也大于２０ ｍ。

綜上所述，除Ａｔｋｉｎｓｏｎ 公式適用性相對(duì)較差外，其他理論公式均有一定的適用性，沉降誤差均在工程設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。然而反彎點(diǎn)距離ｉ 理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值差別較為懸殊，理論計(jì)算的沉降槽寬度均大于實(shí)測(cè)沉降槽寬度。究其原因，考慮穿沁隧洞工程屬于深埋隧洞，埋深與洞徑比Ｈ ／ Ｄ ＝５．５４，較我國(guó)大部分地區(qū)沉降槽統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)偏大很多。資料［８］ 顯示，我國(guó)最大的Ｈ ／ Ｄ 為柳州的盾構(gòu)隧洞（Ｈ ／ Ｄ ＝ ４．４３），且地質(zhì)為硬塑狀黏土、灰?guī)r，與富水砂質(zhì)地層無(wú)可比性。

就穿沁隧洞工程而言，隧洞洞身位于粉細(xì)砂層，但隧洞拱頂粉細(xì)砂厚度僅為１３ ｍ 左右，粉細(xì)砂層上方還有厚約２０ ｍ 的中、重粉質(zhì)壤土及粉質(zhì)黏土層。而大多數(shù)理論計(jì)算公式的前提條件是地層為單一均質(zhì)或以某一種圍巖條件為主，因此實(shí)測(cè)地表沉降槽寬度遠(yuǎn)小于理論計(jì)算值。隨著埋深與洞徑比Ｈ ／ Ｄ的增大，在地層內(nèi)部形成了“承載拱”，相應(yīng)的地表沉降值減小，對(duì)穿沁隧洞工程而言，“承載拱”已經(jīng)在地表以下較深處形成，導(dǎo)致地表的沉降槽寬度比理論計(jì)算值小得多。通過(guò)對(duì)圖５ 的分析及以上推論可以得出，上層的中、重粉質(zhì)壤土，以及粉質(zhì)黏土層抵抗隧洞沉降變形的能力在洞頂軸線處并不顯著，但對(duì)于整體沉降槽體的體積減小起決定性的作用。

穿沁隧洞工程在隧洞外襯管片拱頂設(shè)置了拱頂變形沉降標(biāo)點(diǎn)，在管片拼裝時(shí)埋設(shè)。隧洞洞身主要通過(guò)黏聚力較弱的中、粉細(xì)砂層，根據(jù)圍巖與剛性結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)性，可認(rèn)為管片拱頂沉降變形＝拱頂圍巖沉降變形。圖６ 為隧洞外襯管片拱頂變形測(cè)點(diǎn)沿隧洞開挖軸線方向的拱頂深層土體沉降情況（２０２１ 年）。

由圖６ 可以看出，拱頂?shù)某两第厔?shì)與拱頂以上地表沉降相對(duì)應(yīng)，在坡比１ ∶ ２５ 的“下沉穿越段”，拱頂沉降變化較為劇烈；進(jìn)入坡比為１ ∶ ５００ 的“水平穿越段”后，拱頂沉降趨于穩(wěn)定，隧洞洞身已經(jīng)完全處于粉細(xì)砂層中?！八酱┰蕉巍钡墓绊斪畲蟪两盗堪l(fā)生在掘進(jìn)６６２ ｍ 處，最大沉降量為３．９ ｍｍ。隨著盾構(gòu)隧洞推進(jìn)施工參數(shù)的穩(wěn)定，除穿越沁河主河槽段拱頂沉降量加大外，拱頂沉降量逐漸減小且趨于穩(wěn)定，最小僅為２ ｍｍ 左右。穿越沁河主河槽的洞段，地下水位升高并與沁河水位平齊，導(dǎo)致了該段洞身水土圍巖壓力較大，致使主河槽下方出現(xiàn)了洞頂沉降量加大的特殊點(diǎn)，洞身拱頂沉降達(dá)到４．１ ｍｍ。地下水位的抬升會(huì)明顯增大拱頂沉降量，對(duì)地表沉降的影響相對(duì)較小。在坡比１ ∶ ５００ 的“水平穿越段”，掘進(jìn)８０８、９２２、１ ０２６ ｍ 的拱頂沉降值分別為３．７、２．６、２．１ ｍｍ，對(duì)應(yīng)的地表最大沉降Ｓｍａｘ分別為４．６、３．９、４．５ ｍｍ。

根據(jù)前述Ｌｅｅ 等引入間隙參數(shù)ｇ 定義的地層損失率Ｖｌ近似等于ｇ ／ Ｒ，按實(shí)測(cè)拱頂沉降量計(jì)算的掘進(jìn)８０８、９２２、１ ０２６ ｍ 處斷面的地層損失率分別為０．０７％、０．１１％、０．０６％。過(guò)小的地層損失率Ｖｌ顯然不符合深埋富水砂質(zhì)地層盾構(gòu)隧洞的實(shí)際情況。

４ 數(shù)值模型對(duì)比分析

４．１ 模型構(gòu)建與計(jì)算參數(shù)

選取掘進(jìn)里程為６５０、８００ ｍ 隧洞區(qū)間，采用Ｍｉｄａｓ－ＧＴＳ 巖土有限元軟件進(jìn)行建模分析。模型沿隧洞縱軸長(zhǎng)１５０ ｍ、橫向?qū)挘福?ｍ。模型力學(xué)邊界條件為在模型周圍和底部施加法向位移約束，在模型表面以下５ ｍ設(shè)置零孔隙水壓邊界，其余均為不透水邊界。

數(shù)值計(jì)算模型土體采用摩爾－庫(kù)侖本構(gòu)關(guān)系（塑性破壞），大堤堤上路基面層結(jié)構(gòu)及盾構(gòu)區(qū)間管片采用２Ｄ 板單元，盾構(gòu)機(jī)刀盤外徑與管片間孔隙區(qū)即同步注漿層采用３Ｄ 實(shí)體單元。按常地下水位工況，對(duì)盾構(gòu)隧洞下穿沁河大堤（右堤）施工過(guò)程進(jìn)行仿真模擬計(jì)算。

為減少模型計(jì)算量，按照等剛度轉(zhuǎn)換原理，大堤水泥土攪拌樁截滲墻采用的計(jì)算單元為板單元，板厚為２４ ｃｍ，墻身與圍巖的關(guān)系為ｅｍｂｅｄｄｅｄ（單元嵌入）。沁河大堤（右堤）與穿沁隧洞的相對(duì)位置關(guān)系如圖７所示（其中綠色單元為水泥土截滲墻）。

根據(jù)設(shè)計(jì)施工工法，模型開挖步驟如下：①重力分析步。在這一步中，模型整體都是巖土單元，對(duì)整體施加重力和地應(yīng)力場(chǎng)，結(jié)束時(shí)模型達(dá)到初始應(yīng)力場(chǎng)平衡且不存在初始條件下的變形，此時(shí)有限元模型中各單元開挖前的節(jié)點(diǎn)荷載為Ｆ ｅ０。②開挖步。開挖盾構(gòu)隧洞，盾構(gòu)管片每一榀寬１．５ ｍ，在不影響真實(shí)性的前提下簡(jiǎn)化計(jì)算步驟，取縱向長(zhǎng)度為６ ｍ 的巖土單元移除，并在下一節(jié)巖土土芯開挖后，將前６ ｍ 的同步注漿層與管片激活。為了減小這種簡(jiǎn)化計(jì)算所帶來(lái)的誤差，將每一個(gè)開挖步的圍巖應(yīng)力釋放進(jìn)行分級(jí)，釋放節(jié)點(diǎn)荷載分Ｎ 次施加，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，本次計(jì)算Ｎ ?。常捶郑炒渭虞d，分別按４０％、３０％、３０％比例釋放應(yīng)力，以實(shí)現(xiàn)該節(jié)６ ｍ 長(zhǎng)的開挖土芯應(yīng)力在后續(xù)第三級(jí)土芯開挖完畢后釋放完畢。隧洞洞身襯砌及同步注漿層模型網(wǎng)格劃分如圖８ 所示。

４．２ 計(jì)算結(jié)果與分析

經(jīng)有限元計(jì)算，隧洞掘進(jìn)到不同里程時(shí)模型的豎向變形云圖見圖９～ 圖１１，隧洞掌子面開挖至距沁河右堤中軸線４８ ｍ處、沁河右堤中軸線正下方、超越沁河右堤中軸線３０ ｍ 處時(shí)，堤頂沉降量分別為０．４０、３．０５、５．４４ ｍｍ。有限元模型計(jì)算的地表沉降量與實(shí)測(cè)地表最大沉降量Ｓｍａｘ相差不大。

圖１２ 為拱頂沉降量有限元計(jì)算值與實(shí)測(cè)值對(duì)比。由圖１２ 可知，拱頂最大沉降量發(fā)生在穿越沁河右堤處，其中拱頂最大沉降量實(shí)測(cè)值為４．１ ｍｍ，有限元計(jì)算值為１８．５ ｍｍ，有限元計(jì)算值遠(yuǎn)大于實(shí)測(cè)值，其原因：拱頂實(shí)測(cè)沉降量是在隧洞掌子面剛剛完成進(jìn)深后，沉降標(biāo)點(diǎn)安裝在最新拼接的一環(huán)盾構(gòu)管片頂部測(cè)得的，所謂“實(shí)測(cè)沉降量”并不能反映開挖后、管片拼接前隧洞掌子面圍巖的短時(shí)間變形，而拱頂變形主要發(fā)生在襯砌管片拼接與壁后灌漿之前。

有限元模型計(jì)算的地表沉降量與實(shí)際沉降量擬合性較好，在技術(shù)手段無(wú)法獲取實(shí)測(cè)真實(shí)拱頂沉降量的情況下，可以認(rèn)為拱頂實(shí)際沉降量與有限元計(jì)算沉降量同樣有較好的擬合性。為研究拱頂真實(shí)沉降量與地表沉降量之間的關(guān)系，將拱頂沉降量有限元計(jì)算值代入Ｌｅｅ 公式，同時(shí)將Ｌｅｅ 公式賦予系數(shù)ｎ 得到Ｖｌ≈ｎｇ ／Ｒ，可計(jì)算出模型洞段地層損失率Ｖｌ、同一Ｖｌ在各理論地表沉降槽寬度系數(shù)ｋ 下的地表最大沉降量Ｓｍａｘ。經(jīng)試算，當(dāng)ｎ ＝２時(shí)，結(jié)果如圖１３ 所示。

在系數(shù)ｎ ＝２ 時(shí)，由Ｌｅｅ 公式計(jì)算得到的Ｖｌ為０．５％左右，此時(shí)各理論公式計(jì)算得到的地表最大沉降量與實(shí)測(cè)值相差較小，最大差值不超過(guò)２ ｍｍ。結(jié)合前文認(rèn)為，?。郑?＝０．６％，采用韓煊公式、Ｌｅａｃｈ 公式進(jìn)行地表最大沉降預(yù)測(cè)較為準(zhǔn)確。

５ 結(jié) 論

（１）Ｐｅｃｋ 公式對(duì)于富水砂質(zhì)地層的盾構(gòu)隧洞施工引起的地表沉降量計(jì)算具有一定的適用性，但Ｐｅｃｋ 公式的關(guān)鍵參數(shù)———地層損失率Ｖｌ、地表沉降槽寬度系數(shù)ｋ 的選取須慎重。

（２）對(duì)各種沉降槽寬度系數(shù)ｋ 理論公式的擬合計(jì)算表明，對(duì)于穿沁隧洞工程而言，當(dāng)Ｖｌ 在０．５％ ～１．０％范圍內(nèi)時(shí)，各理論公式計(jì)算地表沉降量均有一定的適用性。

（ ３）受測(cè)量手段的限制，很難得到隧洞掌子面剛開挖、掌子面處管片尚未完全拼接時(shí)的短期拱頂沉降量。通過(guò)建立數(shù)值模型將計(jì)算得到的地表沉降與實(shí)測(cè)地表沉降量Ｓｍａｘ 進(jìn)行擬合，可以近似得到隧洞拱頂?shù)某两盗?，通過(guò)Ｖｌ≈ｎｇ ／ Ｒ（其中ｇ 為隧洞拱頂真實(shí)沉降）使拱頂實(shí)際沉降量與地層損失率Ｖｌ建立聯(lián)系，反復(fù)迭代試算，得到穿沁隧洞工程在ｎ ＝２、Ｖｌ ＝０．５％時(shí)地表沉降理論計(jì)算值與實(shí)測(cè)值擬合性較好。

（４）對(duì)于穿沁隧洞這種處于富水砂質(zhì)地層且埋深與洞徑比Ｈ ／ Ｄ ＝５．５４ 的深埋隧洞，建議地層損失率Ｖｌ?。埃担ァ保埃?。但實(shí)測(cè)地表沉降槽寬度顯著小于各理論公式計(jì)算的地表沉降槽寬度，原因是隨著埋深與洞徑比Ｈ ／ Ｄ 的增大，在地層內(nèi)部形成了“承載拱”，相應(yīng)的地表沉降量減小，對(duì)穿沁隧洞工程而言，“承載拱”已經(jīng)在地表以下較深處形成，導(dǎo)致地表的沉降槽寬度相比理論計(jì)算值急劇縮窄。加之地表最大沉降量（砂質(zhì)地層）的理論計(jì)算公式均假設(shè)整個(gè)地層巖性是均一的，而穿沁隧洞工程粉細(xì)砂層上方還有占比較大的中、重粉質(zhì)壤土和粉質(zhì)黏土層，從而造成地表沉降槽寬度的非統(tǒng)一性。

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【責(zé)任編輯 張華巖】