盾構(gòu)法雙管隧道施工引起的地表沉降預(yù)測(cè)及特征分析

晏 莉（長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410114）

盾構(gòu)法雙管隧道施工引起的地表沉降預(yù)測(cè)及特征分析

晏 莉
（長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410114）

摘要：盾構(gòu)法雙管隧道施工產(chǎn)生的地表沉降預(yù)測(cè)方法按照不同的分析原理，可歸納為半經(jīng)驗(yàn)分析法、理論分析法和數(shù)值分析法。分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，搜集國(guó)內(nèi)外41條雙管盾構(gòu)隧道工程的地表沉降實(shí)測(cè)曲線，通過對(duì)曲線分布形態(tài)及其成因的分析以及地表最大沉降值數(shù)據(jù)的歸納整理，總結(jié)了雙管隧道施工地表沉降分布的3大特點(diǎn)，即：1）地表沉降曲線主要呈現(xiàn)“單峰”和“雙峰”2種形態(tài)，雙管隧道間距及埋深是決定曲線形態(tài)的重要因素；2）影響地表沉降曲線形態(tài)的因素主要為地質(zhì)和環(huán)境因素以及施工因素；3）地表最大沉降值與隧道埋深、雙管隧道的間距、地層條件以及采用的盾構(gòu)方法等均有密切的聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)隧道；雙管并行隧道；地表沉降；現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)

0　引言

城市地鐵往往修筑于建筑物、道路和地下管線等設(shè)施密集區(qū)，而地鐵施工會(huì)對(duì)地層產(chǎn)生擾動(dòng)，從而導(dǎo)致地層產(chǎn)生一定的地表位移及變形，威脅上部已有建（構(gòu)）筑物的安全。為了滿足現(xiàn)代化城市發(fā)展的需求，許多城市地鐵建設(shè)均采用了雙管甚至多管形式，這些隧道不僅布置比較緊密（即隧道之間的間距較?。以谠S多情況下，隧道距離地表面埋深很淺，且臨近地面建筑物。與單管隧道相比，雙管并行隧道的施工對(duì)地層的擾動(dòng)更大，由此產(chǎn)生的地表沉降也表現(xiàn)出更為復(fù)雜的特征。

雙管隧道施工通常是一前一后的順序通過同一斷面，而后掘進(jìn)的隧道往往會(huì)產(chǎn)生比先前掘進(jìn)隧道更大的地表沉降［1］。雙管隧道施工相互影響的結(jié)果就是產(chǎn)生不對(duì)稱的地表沉降曲線［2］，而雙管隧道施工的相互影響程度又受諸多因素的影響，如地層條件、隧道間

距、初始應(yīng)力場(chǎng)、盾構(gòu)不同的操控參數(shù)以及先后到達(dá)的時(shí)間間隔等。因此，雙管并行隧道施工產(chǎn)生的地表沉降曲線分布特征及其預(yù)測(cè)問題成為許多學(xué)者所關(guān)心的焦點(diǎn)問題，但是，由于問題本身的復(fù)雜性，導(dǎo)致各種研究都具有一定的局限性。

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，對(duì)雙管并行隧道施工產(chǎn)生的地表沉降預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了概括與總結(jié)，分析了各種方法的利弊。在此基礎(chǔ)上，搜集了大量雙管盾構(gòu)隧道施工的現(xiàn)場(chǎng)地表沉降觀測(cè)資料，分析了隧道開挖產(chǎn)生的地表沉降曲線分布特點(diǎn)，以及不同因素對(duì)雙管并行隧道施工產(chǎn)生的最大地表沉降值的影響，以期為今后同類工程設(shè)計(jì)和施工提供參考。

1　雙管隧道開挖地表沉降的預(yù)測(cè)方法

1.1半經(jīng)驗(yàn)分析方法

半經(jīng)驗(yàn)分析方法即結(jié)合隧道施工的地表沉降現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)，采用數(shù)學(xué)方法或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)地表沉降值進(jìn)行擬合，得到隧道開挖引起的整個(gè)地表沉降曲線公式。許多學(xué)者基于單管隧道施工產(chǎn)生的地表沉降預(yù)測(cè)公式，提出了雙管隧道開挖引起的地表沉降經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)［3－5］。至今，單管隧道地表沉降最經(jīng)典的經(jīng)驗(yàn)公式為Peck公式，即Peck（1969年）在大量隧道開挖地表沉降實(shí)測(cè)資料的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地提出地層損失概念和估算單管隧道開挖地表下沉的實(shí)用方法，公式為：

式中：S為距離隧道中心軸線為x處的地表沉降值；Smax為隧道中心線處地表最大沉降值；i為地表沉降槽寬度系數(shù)，即地表沉降曲線反彎點(diǎn)至隧道中心軸線的距離。

由式（1）可知，只要確定了Smax和i，就可得到單管隧道開挖的地表下沉曲線。對(duì)于Smax和i，已有學(xué)者進(jìn)行了大量研究，得到了一些非常實(shí)用的圖表，如建立在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上研究的Attewell法、O’ReillyNew法、Hanya法及Fujita法等［7－10］。

計(jì)算雙管并行隧道開挖引起的地表下沉曲線，最為普遍的方法就是將2條隧道開挖分別產(chǎn)生的地表下沉曲線疊加起來。如New和O’Reilly利用這種疊加法得出了雙管并行圓形隧道開挖引起的地表下沉曲線公式為［11］：

式中：Vs為沉降槽的斷面積；K為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；Z為地表至隧道中心的深度；y為地表點(diǎn)距第1條隧道中軸線的距離；D為2條隧道之間的中心距。

此外，文獻(xiàn)［12］提出將Fujita針對(duì)日本的94個(gè)工程實(shí)測(cè)案例資料進(jìn)行分析，得到的隧道采用不同盾構(gòu)施工方法穿越不同土層所產(chǎn)生的地表最大沉降值Smax（如表1所示［10］），與Peck在文獻(xiàn)［6］中給出的隧道在不同地層條件下開挖沉降槽寬度與隧道埋深的無量綱關(guān)系曲線同時(shí)運(yùn)用到式（1）中，這樣便可確定單管隧道開挖產(chǎn)生地表沉降的一個(gè)大致范圍，再通過疊加計(jì)算，即可得到雙管隧道開挖產(chǎn)生的地表沉降值范圍［12］。

表1　預(yù)計(jì)的最大地表沉降量［10］Table 1 Maximum ground surface settlement predicted［10］mm

經(jīng)驗(yàn)分析法最大的優(yōu)點(diǎn)就是方便、簡(jiǎn)單，由于計(jì)算公式簡(jiǎn)單，因此，在對(duì)雙管隧道開挖引起的地表沉降進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)十分便捷。但是，經(jīng)驗(yàn)分析法無法考慮雙管隧道由于接近施工所產(chǎn)生的相互影響，因此，只能適用于雙管隧道有足夠大間距的情況。此外，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)地表沉降值是半經(jīng)驗(yàn)法預(yù)測(cè)雙管隧道施工地表沉降的前提，但是量測(cè)值在一定程度上受到多重因素的影響，如地層條件、施工方法或施工參數(shù)等，進(jìn)而影響地表沉降預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。因此，擬合曲線的適用范圍有一定的局限性。

1.2理論分析方法

雙管隧道施工是十分復(fù)雜的相互影響問題。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者通過研究，已經(jīng)獲得了深埋雙管隧道施工產(chǎn)生的圍巖應(yīng)力和位移解析解，但是由于地鐵盾構(gòu)隧道埋深較淺，不能忽略地表邊界對(duì)圍巖位移的影響，無法直接使用深埋雙管隧道的理論解析解來進(jìn)行地表沉降預(yù)測(cè)。

對(duì)于淺埋雙管隧道的地表沉降問題，其相應(yīng)的理論解析解至今仍不多見。隨機(jī)介質(zhì)理論雖然可以成功地預(yù)測(cè)隧道及地下工程建設(shè)產(chǎn)生的地表移動(dòng)及變形問題，但是，在計(jì)算雙管并行隧道建設(shè)所引起的地表下沉?xí)r，同樣是將2條隧道引起的地表沉降值疊加而獲得，無法考慮雙管隧道施工的相互影響［13－15］。

對(duì)于在均質(zhì)彈性地基上進(jìn)行雙管隧道開挖，ZHOU Xiaowen等［16］通過對(duì)點(diǎn)荷載下Mindlin位移解進(jìn)行積分，利用泰勒級(jí)數(shù)進(jìn)行展開，獲得了二維和三維地面沉降的近似顯式解析解。晏莉等［17］結(jié)合復(fù)變函數(shù)理論以及交替算法，借助計(jì)算機(jī)編程，獲得了半無限平面內(nèi)雙孔平行隧道施加洞周應(yīng)力情況下圍巖的應(yīng)力和位移解。但是，上述方法都將地基考慮成均質(zhì)彈性

地基，與實(shí)際巖土材料的力學(xué)特性相距甚遠(yuǎn)。

由此可見，理論解析解的計(jì)算推導(dǎo)過程復(fù)雜且繁瑣，可操控性不強(qiáng)，而且由于雙管隧道問題本身的復(fù)雜性，難以建立完全與工程實(shí)際相一致的力學(xué)分析模型，得到的理論解析解僅適用于做一些相關(guān)的規(guī)律性分析，難以直接用于指導(dǎo)實(shí)際工程。

1.3數(shù)值分析方法

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，二維和三維數(shù)值計(jì)算技術(shù)越來越多地被應(yīng)用于雙管地表沉降曲線的預(yù)測(cè)中［18－20］。其基本方法大致為：依據(jù)工程實(shí)際情況建立數(shù)值計(jì)算模型，模擬隧道的施工，最終得到地表沉降值，然后再利用數(shù)學(xué)曲線進(jìn)行擬合。如Hunt［18］（2005年）通過二維有限元計(jì)算分析，提出了一種改進(jìn)的預(yù)測(cè)雙管隧道地表沉降曲線的方法。該方法主要修改了第2座隧道上方“重疊區(qū)域”產(chǎn)生的地表移動(dòng)，“重疊區(qū)域”是指在第1座隧道先行開挖的情況下，已經(jīng)對(duì)該區(qū)域產(chǎn)生過擾動(dòng)的土體范圍。提出地表和地表以下土體產(chǎn)生位移的修改函數(shù)

式中：Z＝（Zo－Z）；A為沉降槽寬度系數(shù)的倍數(shù)，常取為2.5或3.0；M為基于數(shù)值分析得到的最大修正值，假設(shè)作用在第1條隧道中軸線上，也就是說，第1條隧道上方地層在此處產(chǎn)生的垂直位移增量最大，介于0.6～1.5。

利用修正函數(shù)F，可計(jì)算得到修正的第2條隧道上方產(chǎn)生的沉降曲線S2mod，其中，S2由式（1）得到。式（4）不僅可以計(jì)算地表的沉降，而且同樣適用于計(jì)算地表以下土體的位移。

S2mod＝FS2。（4）

最后，利用Peck公式計(jì)算得到第1條隧道開挖的地表沉降值與式（4）計(jì)算得到第2條隧道施工的地表沉降值疊加，便得到了雙管平行隧道開挖的地表沉降曲線［21］。

數(shù)值分析方法的計(jì)算過程主要由計(jì)算機(jī)完成，而且相對(duì)可以模擬比較復(fù)雜的工程地質(zhì)環(huán)境，可以將眾多的因素考慮進(jìn)去，因此，其適用性非常廣泛。但是，建立一個(gè)能與土體行為完全吻合的理想數(shù)值模型是一件十分困難的事情。

綜合上述已有的研究可知，雙管隧道施工是個(gè)十分復(fù)雜的問題，對(duì)其引起的地表沉降預(yù)測(cè)仍然是個(gè)難題，雖然有多種方法都可以進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，但是各種方法又有其相應(yīng)的局限性。因此，在工程中應(yīng)該視具體情況合理選擇相應(yīng)的方法，對(duì)雙管并行隧道施工引起的地表沉降進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2　地表沉降現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)資料

隧道施工的地表沉降現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)可以最直接、直觀地了解實(shí)際雙管隧道施工中所產(chǎn)生的地表沉降曲線分布形式和特點(diǎn)，是準(zhǔn)確預(yù)測(cè)雙管隧道開挖產(chǎn)生地表沉降曲線最實(shí)用的基礎(chǔ)條件。

結(jié)合大量文獻(xiàn)資料，搜集了國(guó)內(nèi)外41個(gè)雙管并行隧道工程實(shí)例的地表沉降量測(cè)曲線［9，18，22－37］，根據(jù)采用的不同盾構(gòu)施工方法以及所穿越的不同土層情況，將其分為5組，如圖1—5所示。圖1—5中，Z為地表至隧道中心的距離，R為隧道半徑，d為2條隧道的中心間距。在實(shí)體工程中，隧道深徑比Z／D（即隧道埋深與直徑的比值）的分布范圍為1.25～5.39，而隧道間徑比d／D（即2條隧道的中心距與隧道直徑的比值）則在1.29～5.5。其中，在黏性土和砂性土中采用開敞式盾構(gòu)施工的隧道分別有12例和4例，而在黏性土和砂性土中采用土壓平衡盾構(gòu)施工的隧道分別有22例和3例。采用開敞式盾構(gòu)施工的隧道，其施工年代都是比較早期的，并且普遍采用了一些輔助施工方法，如降低地下水位、壓氣法及化學(xué)注漿等。

3　平行隧道開挖地表沉降分布特點(diǎn)

結(jié)合前人對(duì)雙管并行隧道開挖的研究以及圖1—5所示的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)地表沉降曲線圖，雙管并行圓形隧道盾構(gòu)法施工產(chǎn)生的地表沉降分布特點(diǎn)可概括如下。

3.1雙管隧道開挖產(chǎn)生的地表沉降曲線主要呈現(xiàn)“單峰”和“雙峰”2種分布形態(tài)，2條隧道的間距及埋深是決定曲線形態(tài)的重要因素

晏莉在文獻(xiàn)［38］中利用復(fù)變函數(shù)和交替算法研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)2條隧道距離很近（當(dāng)Z／D＝1時(shí)，d／D≤1.83）或者埋深較深（當(dāng)d／D＝1.5時(shí)，Z／D＞0.5）時(shí)，地表沉降曲線呈現(xiàn)“單峰”分布，即在2條隧道中心對(duì)稱軸附近產(chǎn)生的地表沉降值最大，隨后，距離該軸越遠(yuǎn)，地表沉降值越小，這與單管隧道開挖產(chǎn)生的地表沉降分布形態(tài)相同；反之，當(dāng)2條隧道相隔較遠(yuǎn)或者埋深較淺時(shí)，地表沉降曲線則呈現(xiàn)“雙峰”分布，即地表沉降曲線分別在2條隧道的上方位置各出現(xiàn)一個(gè)最大值。由于文獻(xiàn)［38］中給出的條件限定范圍相對(duì)來說比較狹窄，因此，僅在一個(gè)大致范圍內(nèi)進(jìn)行比較。圖1—5中共有9條曲線呈現(xiàn)出“雙峰”分布形態(tài)，而這9條曲線中圖1（a）的隧道間徑比d／D＝1.91最小，但是均大于1.83，同時(shí)，隧道的深徑比Z／D大部分在1～3，除圖3（o）和圖5（a）的隧道間徑比都很大的情況（d／D＞5）。其他的32條“單峰”分布曲線中，有許多工程的隧道間徑比也大于1.83，如圖1（e～h）和圖2 （a）所示，這主要是因?yàn)殚_敞式盾構(gòu)施工都采用了輔助施工方法，提高了地基的整體穩(wěn)定性。另外，圖3 （c～k）和圖4（a）所示的“單峰”分布曲線，隧道間徑比也大于1.83，但是隧道深徑比Z／D都在3左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于文獻(xiàn)［38］中Z／D＝1的條件。因此，可以看出2條隧道的間距和埋深共同決定著雙管隧道開挖產(chǎn)生的地表沉降曲線的形態(tài)。

圖1　黏性土中開敞式盾構(gòu)施工的平行雙管隧道開挖后的地表沉降量測(cè)曲線Fig.1 Curves of measured ground surface settlement caused by construction of twintube tunnels in cohesive soil：bored by open shields

圖2　砂性土中開敞式盾構(gòu)施工的平行雙管隧道開挖后的地表沉降量測(cè)曲線Fig.2 Curves of measured ground surface settlement caused by construction of twintube tunnels in sandy soil：bored by open shields

圖3　國(guó)外黏性土中土壓平衡盾構(gòu)施工的平行雙管隧道開挖后的地表沉降量測(cè)曲線Fig.3 Curves of measured ground surface settlement caused by construction of twintube tunnels in cohesive soil abroad：bored by EPB shields

3.2地表沉降曲線形態(tài)各異，其主要影響因素為地質(zhì)和環(huán)境因素、施工因素2方面

由圖1—5可知，雙管并行隧道修建引起的地表沉降分布曲線，有的沿2條隧道中心軸線呈對(duì)稱分布，有的出現(xiàn)對(duì)稱軸偏移，而有的則呈現(xiàn)不對(duì)稱分布形態(tài)，甚至有的會(huì)產(chǎn)生地表隆起。比如：圖1（a）所示的德國(guó)Frankfurt地鐵的地表沉降槽呈現(xiàn)“雙峰”分布形態(tài)，但是右線上方最大的土體位移要明顯大于左線上方土體

最大位移值約30 mm，這是因?yàn)樵谠撎幱幸唤ㄖ镒溆谒淼赖挠疑戏剑瑹o形中增加了右線隧道上方的荷載，故地表沉降曲線呈現(xiàn)不對(duì)稱分布形態(tài)［22］；圖5 （b）南京地鐵1號(hào)線許—南區(qū)間H17監(jiān)測(cè)斷面的地表沉降分布曲線也呈現(xiàn)不對(duì)稱分布，這是因?yàn)樗淼烙揖€先行掘進(jìn)，3個(gè)月后左線始發(fā)，而左線在掘進(jìn)時(shí)參考相同地段右線掘進(jìn)的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)掘進(jìn)參數(shù)的設(shè)置進(jìn)行了優(yōu)化，使得左線施工產(chǎn)生的地表沉降槽明顯小于右線掘進(jìn)產(chǎn)生的沉降槽，因此，整個(gè)地表的沉降曲線呈現(xiàn)出右邊大左邊小的形式［35］。

圖4　國(guó)內(nèi)黏性土中土壓平衡盾構(gòu)施工的平行雙管隧道開挖后的地表沉降量測(cè)曲線Fig.4 Curves of measured ground surface settlement caused by construction of twintube tunnels in cohesive soil in China：bored by EPB shields

圖5　砂性土中土壓平衡盾構(gòu)施工的平行雙管隧道開挖后的地表沉降量測(cè)曲線Fig.5 Curves of measured ground surface settlement caused by construction of twintube tunnels in sandy soil：bored by EPB shields

雙管并行隧道開挖產(chǎn)生的地表沉降曲線呈現(xiàn)對(duì)稱軸偏移的情況，大部分發(fā)生在2條隧道間距較小處，此時(shí)產(chǎn)生的地表沉降曲線為“單峰”分布。這是因?yàn)殡p管隧道的實(shí)際施工是一前一后，先行施工的第1條隧道擾動(dòng)了第2條隧道上方的土體，因此，在大多數(shù)情況下，第2條隧道施工引起的地表沉降比第1條大，所以，總體的地表沉降槽會(huì)往第2條隧道方向偏移。如圖3（g）所示曼谷MRTA項(xiàng)目監(jiān)測(cè)斷面A（23－AR－001）的地表沉降曲線，在該斷面右線隧道先行掘進(jìn)，左線隧道后掘進(jìn)，導(dǎo)致最終的地表沉降曲線對(duì)稱軸往

左線發(fā)生了偏移［36］，但偏移值不大。

此外，如圖3（l）所示曼谷MRTA項(xiàng)目監(jiān)測(cè)斷面C （CS－8G）的地表沉降曲線發(fā)生了隆起。在該斷面左線隧道先行施工，此時(shí)觀測(cè)到的地表沉降很小，即盾構(gòu)經(jīng)過了1周后最大僅5 mm沉降，這與土壓平衡盾構(gòu)施工時(shí)采用了優(yōu)化的掌子面壓力200 kPa有關(guān)［36］。但是，當(dāng)右線隧道掘進(jìn)經(jīng)過該斷面時(shí)，地表卻產(chǎn)生了隆起，甚至在盾構(gòu)施工過去1周后，地表仍有隆起，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是施工時(shí)采用的掌子面壓力很大，高達(dá)390 kPa，約為在該深度側(cè)向土壓力的2倍。因此，盾構(gòu)施工將土體往外擠出，導(dǎo)致右線隧道上方的地表產(chǎn)生了隆起。

3.3雙管盾構(gòu)隧道施工產(chǎn)生的地表最大沉降值與隧道埋深、2條隧道的間距、地層條件以及采用的盾構(gòu)方法均有密切聯(lián)系

通過對(duì)第2節(jié)41個(gè)地表沉降的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納和總結(jié)，得出了雙管并行隧道在不同情況下修建產(chǎn)生的地表最大沉降值與隧道埋深和隧道間距之間的關(guān)系圖，分別如圖6和圖7所示。其規(guī)律可以總結(jié)如下：

圖6　雙管并行隧道的埋深與開挖所產(chǎn)生的地表最大沉降量的關(guān)系Fig.6 Correlation between tunnel depth and maximum groundsurface settlement due to construction of twintube tunnels

1）雙管并行隧道在黏性土層中施工產(chǎn)生的最大地表沉降值大于在砂性土層中施工所產(chǎn)生的值。

2）在黏性土層中，雙管并行隧道采用開敞式盾構(gòu)施工產(chǎn)生的地表最大沉降值大于采用土壓平衡盾構(gòu)施工方法；而在砂性土層中，雙管并行隧道采用何種盾構(gòu)施工方法對(duì)地表產(chǎn)生的最大沉降值影響不大。

3）在黏性土層中采用開敞式盾構(gòu)施工，雙管并行隧道施工產(chǎn)生的地表最大沉降值大致隨著隧道埋深的增加而增加；而采用土壓平衡盾構(gòu)施工，如果施工控制得當(dāng)，可以有效地減少隧道開挖所產(chǎn)生的地表沉降。

圖7　雙管并行隧道的間距與開挖所產(chǎn)生的地表最大沉降量的關(guān)系Fig.7 Correlation between distance between tunnel tubes and maximum ground surface settlement due to construction of twintube tunnels

4）雙管隧道之間的間距對(duì)施工產(chǎn)生的地表最大沉降值影響明顯，2個(gè)洞室距離越近，其開挖后產(chǎn)生的地表最大沉降值越大。

4　結(jié)論與討論

掌握隧道施工對(duì)地層擾動(dòng)產(chǎn)生的地表位移規(guī)律，可以大大降低隧道施工引起的地層上部建（構(gòu)）筑物發(fā)生傾斜、變形甚至破壞的風(fēng)險(xiǎn)。本文通過搜集大量的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，歸納總結(jié)了雙管并行隧道施工產(chǎn)生的地表沉降預(yù)測(cè)方法，以及盾構(gòu)法施工的雙管并行隧道地表沉降分布的3大特點(diǎn)，主要結(jié)論如下：

1）目前，用于雙管隧道地表沉降預(yù)測(cè)的半經(jīng)驗(yàn)分析法、理論分析法和數(shù)值分析法各有利弊，在實(shí)際工作中應(yīng)該視具體情況選用，且各種方法都還有待進(jìn)一步提高。

2）雙管隧道施工產(chǎn)生的地表沉降分布規(guī)律遠(yuǎn)比單管隧道復(fù)雜，在進(jìn)行地表沉降預(yù)測(cè)時(shí)應(yīng)盡可能將其所有影響因素都考慮進(jìn)去，包括雙管隧道的間距、埋深、地層條件、環(huán)境因素以及施工因素等。

雙管并行隧道施工地表沉降的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料庫(kù)還有待進(jìn)一步豐富，以期建立雙管隧道地表沉降與其相關(guān)影響因素的具體預(yù)測(cè)公式。文中所述的雙管并行隧道施工產(chǎn)生的地表沉降規(guī)律也有待在后續(xù)的研究中逐步加以驗(yàn)證和完善。

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Prediction and Characteristic Analysis of Ground Surface Settlement Caused by Construction of Twintube Tunnels

YAN Li
（School of Civil Engineering and Architecture，Changsha University of Science and Technology，Changsha 410114，Hunan，China）

Abstract：Based on the different analysis principles，the methods used to predict the ground surface settlement caused by the construction of twintube tunnels are classified into semiempirical analysis method，theoretical analysis method and numerical analysis method，whose advantages and disadvantages are analyzed.Curves of measured ground surface settlement caused by the construction of 41 twintube tunnels at home and abroad are collected.Through the analysis on the shape and causes of the curves as well as the analysis on the data of the maximum ground surface settlement，the following three main characteristics are summarized for the distribution curves of the ground surface settlement caused by the shield construction of twintube tunnels：1）The ground surface settlement curves mainly present“unimodal”and “bimodal”forms.Both the distance between twin tubes and the tunnel depth have great influence on the curve forms；2）The main factors that have influence on the ground surface settlement distribution curves include the geological factors，the environmental factors and the construction factors；3）The maximum ground surface settlement is closely related to the tunnel depth，the distance between the twin tubes，the ground conditions and the shield tunneling method.

Key words：shield tunnelling；twintube tunnel；ground surface settlement；field measurement

作者簡(jiǎn)介：晏莉（1979—），女，湖南株洲人，2008年畢業(yè)于中南大學(xué)，橋梁與隧道工程專業(yè)，博士，講師，主要從事隧道與巖土工程方面的教學(xué)與研究工作。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51408067）；湖南省教育廳一般項(xiàng)目（12C0036）；長(zhǎng)沙理工大學(xué)橋梁與隧道工程重點(diǎn)學(xué)科基金項(xiàng)目

收稿日期：2014－12－09；修回日期：2015－02－12

中圖分類號(hào)：U 456.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1672－741X（2015）05－0419－09

DOI：10.3973／j.issn.1672－741X.2015.05.005