Ключевые технологии и приемы использования щитовых проходческих комплексов при сооружении туннелей. Кайжун Хун

Глубина туннеля

      Влияние глубины туннеля на стратиграфическое смещение варьируется в зависимости от стратиграфических условий, и Aттвелл вывел следующую зависимость:

      (3-43),

      где: R – радиус туннеля (м);

      h – глубина заложения туннеля (м);

      i – расстояние от оси туннеля до точки инверсии кривой опускания грунта (м);

      k, n – константы, связанные с характеристиками грунта и строительными факторами.

      (2) Верхняя часть нагрузки

      Вертикальное давление над туннелем оказывает значительное влияние на оседание грунта. Broms & Bennermark предлагает выразить легкость строительства туннеля и степень смещения грунта в терминах коэффициента устойчивости Ns. В пластичных глинистых грунтах, когда глубина туннеля не меньше удвоенного диаметра туннеля, то есть z ≥ 2ч.

      N s будет менее 6, когда строительство туннеля не будет очень сложным. В щитовой конструкции, чем выше значение Ns, тем выше вероятность проникновения глины в хвостовой зазор щита. Когда N s приближается к 7, щит становится трудно контролировать. Когда опорное давление высокое, оно часто вызывает поднятие поверхности и увеличивает просадку в дальнейшем, поэтому коэффициент устойчивости должен контролироваться в определенном диапазоне в соответствии с грунтовыми условиями. Ns определяется по следующей формуле:

      (3-44),

      где: σ z – общее вертикальное давление в центре туннеля на глубине заглубления;

      σ r – опорное давление туннеля (включая давление воздуха);

      c u – прочность грунта на сдвиг без деформации.

      (3) Свойства почвы

      Такие свойства, как сжимаемость и прочность грунта, также оказывают важное влияние на смещение грунта.

      (4) Влияние характеристик щита

      Несбалансированное давление воды и грунта на забой, снижение режущей способности и тяги приведут к обрушению забоя и чрезмерной выемке грунта, отклонения в проходке туннеля приведут к увеличению прицепных пустот, а чрезмерный крутящий момент резания и тяга щита на забое вызовут нарушение грунта.

      (5) Влияние качества обратной засыпки цементирования и эксплуатационного качества

      На смещение грунта влияют целесообразность и своевременность цементации обратной засыпки, качество сборки тюбингов, умеренность давления грунта, хорошее управление положением при продвижении щита, наличие отклонений и рывков, разумность процедуры строительства, квалификация и опыт строительного персонала и т. д.

      2) Свойства грунтов при проходке туннелей

      Источниками осадок грунта при щитовой проходке являются: изменение состояния грунта вследствие продвижения щита, упругопластические деформации грунта из-за вибраций в туннеле или величины среза при наклоне ротора. Далее приводится краткое описание причин осадок грунта:

      (1) Движение грунта на поверхности забоя. Под воздействием щита напряжение грунта меняется, что приводит к движению грунта, особенно на поверхности забоя. Во время проходки горизонтальное