根据Pcck沉降曲线规律,由轨道前后高低不平顺决定的地表允许沉降为[4]:

　　[Smax]=2W[δ]/L (7)

　　式中:[Smax]为地表允许沉降值;[δ]为铁路轨道允许10m弦量测的最大矢度值;L为量测弦长,因延长18m距离内不允许出现水平差超过4mm的三角坑,为保证安全,当[δ]取4mm时,L应取20m;W为地表沉降槽宽度,根据莫尔-库仑理论推导出W与i满足W=5i的关系。

　　综上所述,地表沉降控制基准值的确定首先应分别计算出建筑物允许沉降值、地层允许沉降值,取其中最小的允许沉降值作为最后的控制基准值。当隧道上方有列车运营时,还要考虑列车运营安全。

　　2　计算实例

　　广州地铁三号线与地铁一号线在体育西路站形成立体交叉,三号线的地下三层车站结构为新建车站,一号线地下二层车站为既有车站。新建三号线车站需穿越一号线车站结构,两车站的位置关系如图2所示。

　　(1) 由隧道断面尺寸,隧道的等效半径计算[2]为R=16.5m;内摩擦角φ(根据Ⅴ级围岩地层参数)取φ=25°;覆土厚度H平均值取15.0m(拱顶至地表距离),则沉降槽宽度系数计算为:

　　(3)通过拱顶下沉极限计算地表沉降标准。Ⅴ级围岩拱顶极限下沉[1]为65.6mm,而参考有限元分析[1],拱顶最大沉降和地表最大沉降的比值关系约为1.5,由此可以算出地表沉降基准为:

　　[S]=65·6/1·5=43·7mm

　　(4)由地层极限应变推算地表沉降标准。

　　由式(6)可知:

　　[Smax]=2W[δ]/L=2×19700×5×4/20000=39·5mm

　　综上所述,为了满足地下建筑物的安全要求以及地层和结构的稳定要求,隧道施工过程中地下建筑物对地表沉降控制基准确定为43mm;当暗挖隧道上方存在运营列车时,地表沉降控制值确定为39mm。

　　3　结　论

　　本文通过综合考虑地铁工程施工中引起地表沉降的多种因素,提出确定地下建筑物对地表沉降控制标准的方法,有利于施工监控。但地下工程施工复杂多变,受地下建筑物与周围地层相互作用的影响,其结构受力十分复杂,具体控制标准值有待进一步研究。

　　参考文献

　　[1]吴波.复杂条件下城市地铁隧道施工地表沉降研究[D].成都:西南交通大学,2003.

　　[2]阳军生,刘宝琛.城市隧道施工引起的地表移动及变形[M].北京:中国铁道出版社,2002.

　　[3]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育出版社,2004.

　　[4]王新线.既有铁路站场下暗挖隧道地面沉降标准研究[J].铁道标准设计,2006(4).

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