在分析復(fù)合式TBM工程施工技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上(與普通鉆爆法有較大的不同),通過某市軌道交通復(fù)合式TBM工程的數(shù)值解和實(shí)際量測(cè)得到的收斂和拱頂位移進(jìn)行對(duì)比分析以及實(shí)際圍巖支付狀況成果分析與判定標(biāo)準(zhǔn)。最后分析一些實(shí)際影響實(shí)際量測(cè)結(jié)果的因素,提出成果分析的一些新方法。
1. TBM隧道監(jiān)控量測(cè)
。1)隧道施工監(jiān)控量測(cè)是保證工程質(zhì)量的重要措施,也是判斷圍巖和襯砌是否穩(wěn)定,保證施工安全,指導(dǎo)施工順序,進(jìn)行施工管理,提供設(shè)計(jì)信息的重要手段。[1]其中,周邊位移是隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)變化最直觀的反映,通過周邊位移量測(cè)可以判斷圍巖穩(wěn)定程度以及指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。
(2)TBM施工與普通鉆爆施工相比,采用滾刀進(jìn)行破巖,避免了爆破作業(yè),成洞周圍巖層不會(huì)受爆破震動(dòng)而破壞,洞壁完整光滑,超挖量少。因此,TBM施工方法比鉆爆法得到的周邊圍巖應(yīng)力變化更小,同時(shí)在TBM施工監(jiān)控量測(cè)中數(shù)據(jù)較鉆爆法施工更小。但是由于TBM機(jī)組在空間上的阻擋,TBM施工監(jiān)控量測(cè)難度較鉆爆法滯后性更大。
因此,以某市復(fù)合式TBM工程的施工量測(cè)中,主要采用水平儀和收斂?jī)x對(duì)隧道內(nèi)的水平收斂和拱頂下沉量進(jìn)行量測(cè),以達(dá)到判斷圍巖穩(wěn)定的目的。
2. 數(shù)值模擬分析
。1)根據(jù)設(shè)計(jì)地質(zhì)說明,該隧道沿線屬構(gòu)造剝蝕淺丘地貌,區(qū)間隧道埋深10~50m,覆跨比大于1.5。隧道圍巖巖層平緩,巖體較完整。圍巖主要為較完整的塊狀鑲嵌結(jié)構(gòu)的砂質(zhì)泥巖和塊狀砌狀砌體結(jié)構(gòu)砂巖。因此,在隧道數(shù)值模擬中簡(jiǎn)化設(shè)置埋深均為30m,土層根據(jù)實(shí)際勘測(cè)簡(jiǎn)化分為兩層,上層為風(fēng)化砂質(zhì)泥巖(其物理參數(shù)為:彈性模量為500MPa;泊松比為0.4;重度24KN/m3),下層為風(fēng)化砂巖(其物理參數(shù)為:彈性模量為1000MPa;泊松比為0.3;重度23KN/m3),且都為粘彈性體,縱向長(zhǎng)度為120m,監(jiān)測(cè)斷面則在隧道內(nèi)10m處,避免洞口處采用約束條件而對(duì)其收斂和拱頂下沉數(shù)據(jù)的影響。其中圍巖和管片(其物理參數(shù)為:彈性模量為27600MPa;泊松比為0.2;重度25KN/m3)均采用實(shí)體單元。
(2)隧道內(nèi)管片襯砌內(nèi)徑為5.4m,管片厚度為0.3m,外徑為6m。此次通過隧道內(nèi)管片結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移來分析模型中的水平收斂和拱頂位移,圖2和圖3分別為管片關(guān)于X方向和Y方向的位移云圖。
3. 數(shù)據(jù)對(duì)比分析
3.1水平收斂對(duì)比分析。
。1)隧道內(nèi)壁面兩點(diǎn)連線方向的位移之和稱為“收斂”,收斂值為兩次量測(cè)的距離之差。收斂加速度則為兩次單日收斂速度之間的差值和兩次速度時(shí)間之間的比值。在隧道施工監(jiān)控量測(cè)中一般水平直徑作為收斂線,對(duì)其進(jìn)行量測(cè)。在數(shù)值模擬中,簡(jiǎn)化為每個(gè)計(jì)算步為10m(即每天開挖10m),設(shè)開挖到監(jiān)控?cái)嗝鏋榈谝惶欤藭r(shí)監(jiān)控?cái)嗝婢嗾谱用婢嚯x為0m,取水平直徑上的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的X方向的位移,然后相加得到收斂值。