淤泥質(zhì)地層城市隧道施工影響分析與支護參數(shù)優(yōu)化研究前兩章重()

1、第一章 緒論1.1 研究的目的和意義伴隨國內(nèi)社會與經(jīng)濟的長久進步，城市化進度也開始更加深化，更多的民眾匯聚到規(guī)模龐大的城市中，城市地區(qū)人數(shù)增加，進而導(dǎo)致交通堵塞、資源不足等眾多現(xiàn)實問題。全面利用地上、地面以及地下空間能夠高效緩和當(dāng)前人數(shù)眾多造成的交通負(fù)擔(dān)，比如隨著市政交通堵塞問題更加明顯，政府也需要增加全新的隧道工程。淤泥質(zhì)地層基本上位于國內(nèi)東南部沿海區(qū)域，特別是福州、杭州等部分城市所占比值很高；此地層具備“高壓縮、高敏銳、高蠕變、高含水量、低強度”等眾多特征，厚度從幾米到幾十米都有，呈現(xiàn)帶狀特點；淤泥質(zhì)土體受到影響會出現(xiàn)液化，造成土體不穩(wěn)定。所以，在此類地層建設(shè)地下項目，設(shè)計與施工問題容易出

2、現(xiàn)，工程造價也會提高。當(dāng)前，我國對位于軟土地層（包含淤泥質(zhì)地層）的淺埋隧道普遍使用明挖法、暗挖法以及盾構(gòu)法等方式。明挖法或盾構(gòu)法建設(shè)市區(qū)地下項目一般會遭遇眾多外界因素的影響。比如城市繁華地區(qū)一般沒有明挖基礎(chǔ)（管線拆遷和維護、交通約束與環(huán)境作用）；地下過街通道隧道一般任務(wù)量較少，隧道斷面輪廓一般沿縱向不同，隧道短或跨越地層地質(zhì)變動明顯，盾構(gòu)法也并不符合。所以，城市地下工程淺埋暗挖法的使用范疇依舊寬廣。但是，城市重要地區(qū)的淤泥質(zhì)地層環(huán)境下隧道淺埋暗挖法設(shè)計與施工會遇到眾多問題，首先要確保暗挖施工時期地層平穩(wěn)性，其次也需要管控隧道暗挖工程造成的變形問題，避免過量變形造成的周邊建筑物受損。所以，分析此

3、類地層土體變形受損的特點和改善加固的方式，尋找高效科學(xué)的地層改良加固舉措和手法，以便提升地層平穩(wěn)性，促使具備操作靈動且科技完善的隧道淺埋暗挖法使用到軟土中，尤其是淤泥質(zhì)地層，是目前需要盡早處理的現(xiàn)實問題。1.2 淺埋暗挖法研究現(xiàn)狀國內(nèi)在年代早期逐漸把新奧法使用到地下項目中，八十年代后期把其使用到淺埋軟弱地層。在順利使用到北京地鐵復(fù)興門車站折返線項目之后，開始在眾多地區(qū)隧道和地下項目內(nèi)普遍使用。淺埋暗挖法項目的主要理念是“管超前,嚴(yán)注漿,短開挖,強支護,快封閉,勤測量”來囊括,這也是此方式的重要內(nèi)涵。通過長久的持續(xù)匯總、健全、宣傳使用，目前逐漸產(chǎn)生健全的淺埋隧道施工技術(shù)體系。比如：1986年，王

4、夢恕、羅瓊等人6敘述了北京地鐵折返線工程使用的淺埋暗挖法施工，當(dāng)時城市沒有得到發(fā)展，四周建筑不多，使用明挖法相對理智和合理，然而此地理方位相對繁雜，施工時間短暫，因此開始使用淺埋暗挖方式，打開淺埋暗挖施工方式的全新時代。1988年，因為北京地鐵折返線項目第一次采用淺埋暗挖法建設(shè)地鐵項目，由于其拆遷占地面積不大，交通波及不大，資金占用少等眾多優(yōu)勢。此項目也得到北京地區(qū)科技進步一等獎。此方式也開始得到行業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注和認(rèn)可，開始得到普遍使用7。1989年，王夢恕等人8在巖土力學(xué)工程報紙上，公開論文，全面研究北京地鐵折返線工程使用淺埋暗挖法施工的優(yōu)勢，科學(xué)比較之前的明挖法，此方式能夠把地表沉降全面管

5、控在30mm范疇內(nèi)等眾多優(yōu)點。全面詮釋了此方式的領(lǐng)先優(yōu)勢。對于此方式與工藝的全面敘述，激發(fā)了領(lǐng)域內(nèi)專家對于此方式使用與普及的而積極性。1989年，隧道局研究所張建華、趙希普等人9指出使用全新的分析方式都需要充足的安全監(jiān)測信息來確保施工的順利進行，使用暗挖法依舊是根據(jù)新奧法的理論，要全面監(jiān)控來確保施工順利和相關(guān)方案的改善，避免因為太過保守而導(dǎo)致浪費問題，為挑選最佳施工方案準(zhǔn)備充足的數(shù)據(jù)。此方式也得到相應(yīng)的改善和普及。1990年鐵道部隧道工程局王夢恕、劉招偉等專家10在淺埋暗挖法建設(shè)復(fù)興門折返線順利之后，第二次指出使用此方式建設(shè)地鐵車站。使用柱洞法施工提高項目效率。1994年吳康寶、景詩庭等專家1

6、1在我國巖石力學(xué)和工程學(xué)會第三次會議中指出淺埋暗挖地下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度研究。基于“荷載-結(jié)構(gòu)模型”運用有限元的方式創(chuàng)建極限狀態(tài)方程。分析此模式的穩(wěn)定度。從結(jié)構(gòu)和力學(xué)層面分析此方式的合理性，此外指出部分支護參數(shù)的改善意見。1994年王燕凱，苗蘭等專家12在中國土木工程學(xué)會隧道和地下項目學(xué)會第八屆年會上指出有關(guān)淺埋暗挖法的小室施工方式，且得出隧道各個時期的地表策劃，分析其具備影響規(guī)律和范圍。此方式發(fā)展時間長，開始更加健全。1995年隧道工程局北京指揮部白笑忍、陳慧珠等人13匯總淺埋暗挖法在1986年引入國內(nèi)之后在眾多工況內(nèi)的使用，認(rèn)可其具備的優(yōu)勢，認(rèn)可其產(chǎn)生的經(jīng)濟與社會效益。對此方式中采用的眾多施工預(yù)案

7、和支護參數(shù)的取值開展匯總，為此后此方式的普遍使用準(zhǔn)備良好的理論知識。1998年許燕峰、蘇均等人14基于隧道施工時期造成的地面下沉因素開展大致研究,尋找多種環(huán)境下地面下沉的規(guī)律,且依照各個場地施工狀況,指出全新的沉降拉制方案,其分析結(jié)論為此后相似項目的順利施工準(zhǔn)備合理借鑒。2016年西部某隧道冒頂塌方管理使用淺埋暗挖方式，主管者鄒金杰，顧鑫杰等人15，依照“淺埋暗挖法”的主要理論，對松散體實施表面封閉，且使用小導(dǎo)管前進式分段注漿超前加固；根據(jù)“加固后方、封閉巖面、平穩(wěn)塌體”的塌方處置理論，對沒有塌方段提前使用鋼拱架與長錨桿加固避免問題擴散，強化支護。通過數(shù)值模擬統(tǒng)計與實地監(jiān)控信息反饋，眾多管理舉

8、措高效完善。到現(xiàn)在淺埋暗挖法在項目內(nèi)依舊被普遍使用。和其余施工方式進行比較，淺埋暗挖法具備良好的優(yōu)點，然而缺點也非常突出。比如施工效率不高，工藝受到工作人員技術(shù)能力影響，地層需要自穩(wěn)等。所以此方式此后需要向提升工效、確保質(zhì)量等方向進發(fā)。具體如下：此方式的使用范圍持續(xù)擴展：當(dāng)前此方式應(yīng)用逐漸延伸到部分特殊或艱難的地下項目；少數(shù)隧道項目下穿眾多民房。伴隨地區(qū)交通、市政等相似地下項目的增多，為了確保施工安全和弱化對周圍環(huán)境的波及，依舊需要全面分析全新的輔助方式與施工技藝，以便適應(yīng)眾多地層、隧道跨度與埋深等惡劣環(huán)境。完善信息化設(shè)計與施工：在地表建筑物過于集中的時候，需要謹(jǐn)慎挑選科學(xué)的地表沉降控制值，在

9、淺埋暗挖施工時期強化監(jiān)管量測，利用相關(guān)信息研究和反饋，按時調(diào)節(jié)、改善支護參數(shù)。輔助施工措施優(yōu)選與工藝改進：目前常用的輔助施工措施有：開挖面噴混凝土封閉；超前描桿；超前注裝小導(dǎo)管；設(shè)置臨時仰拱；地層深孔注漿；管棚；地層凍結(jié)法；水平旋噴超前支護；高壓旋噴加固；洞內(nèi)外降水法?；陧椖康膶嶋H特征與標(biāo)準(zhǔn)，需要分析多種輔助項目舉措的重要適用條件和相關(guān)預(yù)案，在特定時期改善相關(guān)施工方案，進而完成安全、高效、科學(xué)的目標(biāo)。支護參數(shù)和施工方法的優(yōu)選： 改善初支噴混凝土厚度，分析具體的噴射方式、原料、配合比、外加劑對于噴射混凝土強度提升的影響；改善施工技藝，達到支護結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，防止地層過量變形問題。 從工程造價、具體進

10、度與施工安等部分全面分析，挑選科學(xué)的施工方案，比如正臺階法、工法、眼鏡工法等眾多方案。富水地層的結(jié)構(gòu)防水：淺埋暗挖法施工的隧道工程防水功能無法達到預(yù)期目標(biāo)。所以需要在防水設(shè)計理念、襯砌構(gòu)造、地層預(yù)加固、具體工藝等部分開展全面的考量和改善。1.3 淤泥質(zhì)軟流塑地層淺埋暗挖隧道研究現(xiàn)狀1.3.1 淤泥質(zhì)地層淺埋暗挖隧道研究現(xiàn)狀在軟土項目內(nèi)開展工程建設(shè)，由于工程特性不好，無法達到項目標(biāo)準(zhǔn)，需要對地層實施加固處置，各個工程內(nèi)對加固后地層的標(biāo)準(zhǔn)各不相同。建筑產(chǎn)業(yè)軟土地基的處置方式主要包含：置換法、排水固結(jié)法、加筋法、灌漿法、復(fù)合地基法在軟土項目特點和處置方式上，目前國內(nèi)外研究很多。軟土地層中隧道開挖大部

11、分使用明挖法、暗挖法、盾構(gòu)法，各個國家對不同工法也有一定的分析。伴隨城市創(chuàng)建的持續(xù)加快，城市開展明挖施工的概率并不高；伴隨城市進度的不斷加快，原本老舊基礎(chǔ)設(shè)備的更新?lián)Q代變成重中之重，因此要建設(shè)多種類型的地下項目，尤其是地下人行通道。此部分項目大部分使用淺埋暗挖法施工方式。但是，此方式使用的基礎(chǔ)是地層具備相應(yīng)的自穩(wěn)水平，也就是達到開挖土體特定范圍暴露的標(biāo)準(zhǔn)之后才可以進行早期支護；對于平穩(wěn)性不好、含水量較高的軟土來說，使用此方式需要提早對地層實施加固，不然，開挖揭露的土體易塌方或缺少充足的自穩(wěn)時間。當(dāng)前地層加固方式眾多，主要是注漿、管棚、管幕、旋噴等。有關(guān)軟土地層淺埋暗挖的分析敘述，在理論分析部分

12、為：同濟大學(xué)地下建筑和工程系張冬梅專家16 使用粘彈性流變模型且稱合太沙基固結(jié)觀點分析軟土隧道地表沉降。結(jié)論指出,軟土隧道長久沉降持續(xù)時間過久,與瞬時沉降進行比較，長期沉降量非常明顯。固結(jié)觀點的粘彈性流變研究方式是隧道長期沉降研究的重要統(tǒng)計方式。同濟大學(xué)地下建筑和工程系專家林華國17 對眾多實測信息開展研究，可以得到上海區(qū)域軟土側(cè)向基床反力系數(shù)和變動情況。研究與整理出不同土層Kh值的范疇和其伴隨深度的變化情況,且把計算值和規(guī)范參考值進行對比。上述結(jié)論為上海區(qū)域水平受荷樁、基坑項目與隧道項目的開展準(zhǔn)備理論知識。浙江大學(xué)袁靜、龔曉南等專家18 創(chuàng)建立軟土各向異性三維屈服面流變模型。建設(shè)軟土各向異性

13、三屈服面流變模型,全面敘述了此類模型的本構(gòu)方程、硬化規(guī)律與流變特點，此外使用實例對此模型彈塑性與流變特點開展檢驗和分析,其計算值與測試值符合。同濟大學(xué)地下建筑和工程系專家蔣洪勝、候?qū)W淵19“全面研究圓形隧道荷載的作用條件。指出依照典型的主動土壓力觀點與靜止土壓力觀點統(tǒng)計出隧道側(cè)壓力小于實際測試值,此外雙方差異顯著。依照本文指出的圓形隧道土壓力的余弦變化規(guī)律觀點對三個隧道的荷載開展統(tǒng)計,最終結(jié)論和真實測試值符合。關(guān)于預(yù)加固方法及機理方面，具體有如下研究：吉小明20深入研究軟土地層預(yù)加固理論，基于管棚指出體積分?jǐn)?shù)定義來評估加固成果的方式，指出此類加固對弱化地表沉降效果非常明顯，但是對限制開挖面擠出

14、效果的影響并不大。董新平21基于軟土地層管棚受力模型研究，分析管棚直徑對位移的敏銳度和其影響情況，指出管徑79-108mm段，敏感度開始降低，直徑改變對地層位移的作用比較明顯。王秀英22使用三維程序分析機械預(yù)切槽法在軟土地層的現(xiàn)實成果。在施工方法方面，淺埋暗挖法中運用了多種施工方法，整理相關(guān)技術(shù)人員所做論文研究，具體有如下方2007年，李飛鷗23等敘述了注衆(zhòng)加固與超前小導(dǎo)管預(yù)支護、CD法開挖等施工科技用在軟土地層某電廠地下通道。2010年葉軍惠等24根據(jù)靜安寺交通要道地下連通通道工程案例，對比研究明挖（蓋挖）法、頂管法、盾構(gòu)法等眾多具體方案，最后挑選大管棚與小導(dǎo)管開展共同支護、使用WSS二重管

15、鉆進雙液注衆(zhòng)改善軟弱地層、對隧道開挖區(qū)和四周特定范疇內(nèi)開展注衆(zhòng)加固的施工活動，在現(xiàn)場工程成功實施。2005年丁銳等25根據(jù)某軟土淺埋暗挖矩形隧道施工，使用數(shù)值方式研究隧道各部開挖對地表沉降的作用，指出施工方案與具體挖掘流程對軟土隧道的地層造成明顯的影響，此地層內(nèi)需要挑選嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓しā⒋_定科學(xué)的開挖順序。2005年黃美群26全面敘述了軟土地層暗挖隧道早期支護、超前支護設(shè)計，此外指出有關(guān)隧道開挖與高效管控地面沉降的觀點。2007年劉得旭27敘述多種預(yù)支護方式的優(yōu)點和不足。從超前錨桿、管棚、管幕和超前注漿小導(dǎo)管等部分?jǐn)⑹鏊淼篮偷叵马椖科毡槭褂玫念A(yù)支護方式,敘述了不同預(yù)支護方式的優(yōu)點和不足、使用標(biāo)準(zhǔn),提

16、出需要依照各個圍巖類型與施工標(biāo)準(zhǔn)使用對應(yīng)的預(yù)案,從而確保施工質(zhì)量,降低工程造價。近期，軟土地層內(nèi)淺埋暗挖法使用范疇持續(xù)擴張，現(xiàn)有眾多良好的應(yīng)用案例和資料。根據(jù)上述信息可知，在軟土地層內(nèi)使用此方式開展設(shè)計施工具備一定的可執(zhí)行性，重點就是以地層預(yù)加固為基礎(chǔ)的暗挖施工。伴隨工藝和現(xiàn)實活動的進行，軟土地層預(yù)加固方式得到眾多分析結(jié)論，此處注漿、管棚注裝預(yù)加固科技的影響機理和加固成效分析非常多，預(yù)加固參數(shù)設(shè)計有關(guān)分析不多。和此類技術(shù)的現(xiàn)實使用進行比較，其理論分析顯著缺乏，特別是在地層預(yù)加固的影響理論、參數(shù)設(shè)定、預(yù)加固地層力學(xué)理論等部分就更少。對此地層（特別是對于淤泥質(zhì)地層）的此類施工即便出現(xiàn)大量的文獻敘述

17、，然而依舊缺少理論結(jié)果與全面的匯總，無法產(chǎn)生理論與-現(xiàn)實融合的完善系統(tǒng)。比如：2005年，巖土相關(guān)學(xué)者宋玉香等人28分析某隧道隧道穿越的軟流塑狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層段長301. 4m,占據(jù)區(qū)間綜合長度的46. 3%。為確保施工順利,使用工作面預(yù)注漿科技對地層實施加固。利用注漿材料室內(nèi)測試,對作用于漿液功能的眾多條件開展深入研究。挑選符合的注漿材料和漿液配比,確保注漿成效。2006年，知名專家劉志春29等人分析了淤泥質(zhì)地層地鐵隧道施工地表沉降情況，為未來有關(guān)項目預(yù)測和研究準(zhǔn)備相應(yīng)的參考憑證。周書明30等基于南京地鐵南北線一期項目珠江路站一一鼓樓站區(qū)間隧道穿越的軟流塑淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層實施注漿材料室內(nèi)測

18、試。分析此類地層淺埋暗挖隧道的整體施工方案,研究施工成效且得出結(jié)果。2007年隧道技術(shù)相關(guān)專家周石喜31為處理地鐵隧道在軟土內(nèi)礦山法暗挖掘進的相關(guān)問題,根據(jù)南京地鐵鼓玄區(qū)間軟流塑地層的項目特征與重點,敘述我國第一次在市區(qū)建筑物下的地鐵軟流塑暗挖隧道施工的詳細(xì)方案:大管棚+小導(dǎo)管超前支護,掌子面超前注漿加固,且利用監(jiān)管數(shù)據(jù)反應(yīng)最終結(jié)果。整理研究其良好經(jīng)驗,供此后相似工程學(xué)習(xí)。2003年張梅32穿越針對隧道穿越淺埋、松散地層,且在房屋下大斷面隧道施工與軟流塑地層淺埋暗挖隧道施工,各個國家都將其當(dāng)做難點項目。具體施工中使用大管棚以及小導(dǎo)管超前支護,掌子面深孔注漿和多分部法等整體科技,確保施工順利與最

19、終的項目質(zhì)量。馬軍33等根據(jù)南京地鐵鼓樓站一玄武門站區(qū)間軟流塑地層的項目特征，敘述大管棚+小導(dǎo)管超前支護、掌子面超前注獎加固等暗眾多具體方案與舉措。2004年，隧道工作職員劉志春等人34 基于南京地鐵珠江路站鼓樓站區(qū)間監(jiān)管測試信息研究，利用對量測信息的研究論述了全新的監(jiān)測方式以及現(xiàn)實效果。2007年李鳳蓉專家等人35深入分析眾多施工輔助方式，主要對劈裂注漿的理論、可執(zhí)行性、加固范疇和擴散半行、注漿負(fù)擔(dān)、注漿量、漿體原料和配比等開展全面分析。關(guān)風(fēng)良等36基于上海淤泥質(zhì)地層開展注漿測試，研究出具體順序、擴散范圍、各個配比等條件對雙重管注漿成效的作用。況勇等37敘述了上海含水淤泥地層管幕超前預(yù)支護等

20、眾多具體的工藝。李文江等38根據(jù)工況上海地鐵二號線西延伸工程威寧路站重點穿越無自穩(wěn)水平的淤泥質(zhì)地層,其準(zhǔn)備創(chuàng)建的3、4號出入口通道使用淺埋暗挖法管幕預(yù)支護施工。使用有限元數(shù)值方式對其具體效應(yīng)開展研究。最終結(jié)論指出,具體過程洞室平穩(wěn),此類施工方式具備較高的可執(zhí)行性,地表變位符合地區(qū)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。2002年，工程項目人員周書明等39指出淤泥質(zhì)地層洞內(nèi)超前預(yù)注漿工藝具備可行性，注漿原料需要固化吸水。2010年地鐵施工學(xué)者沈諱東等40基于高富水厚淤泥質(zhì)砂層大跨徑地鐵隧道施工情況，全面敘述雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的情況。2005年同濟大學(xué)道路和交通工程教育部重要實驗室董新平，周順華等41依照深圳地下通道的現(xiàn)實發(fā)展情況，

21、指出開挖階段支護整體下沉量與拆撐時期隔墻受力的變大是造成地表沉降量值持續(xù)的關(guān)鍵因素。李琦等42利用室內(nèi)測試和數(shù)值研究對水泥土無側(cè)限抗壓強度的規(guī)律開展深入分析。結(jié)果對于深圳地區(qū)海相淤泥水泥土地區(qū)工程具有借鑒作用，本文具有極高的研究價值。2006年，隧道專業(yè)學(xué)者鄧建林等43敘述了淤泥質(zhì)地層水平攪拌加固工藝。敘述出符合淤泥質(zhì)地層的全新土體加固工藝水平攪拌，此工藝不只處理了在地面上不具備施工條件的問題,此外還可以利用檢測與管控孔口的返漿量來全面高效的管控地面沉降問題。2006年張蕾等44基于監(jiān)測信息研究出在淤泥質(zhì)地層雙液注漿和攪拌樁地基加固造成的地層變形情況，指出建筑物四周不能采用攪拌樁開展加固。王志

22、達，襲曉南等45推測出隧道開挖進尺公式，且使用到成層土內(nèi)。利用對相關(guān)人行地道開展有限差分模擬，指出可利用地層加固方式、使用科學(xué)施工方式、縮減地面超載等方式促進工程進行。重慶交通設(shè)計規(guī)劃院李強等46 基于軟弱地層大跨度超淺埋過街通道暗挖的工程地質(zhì)資質(zhì)與繁雜的周圍環(huán)境, 遵照“管超前、嚴(yán)注漿、短進尺、強支護、快封閉、勤量測”相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),利用選擇科學(xué)的施工預(yù)案、穩(wěn)定的支護方案與科學(xué)的監(jiān)控量測預(yù)案, 設(shè)定出具體的施工方式, 最后保證通道順利完工。鄒金杰、陳鋼等47把杭州紫之隧道北口淺埋暗挖段項目當(dāng)做基礎(chǔ)，根據(jù)結(jié)論可知:在地下水滲流影響下,橫向與縱向地表沉降槽寬度系數(shù)的擬合值都超過當(dāng)前對黏土的建議值。20

23、13年徐杭杰等48將莞惠軌道交通土建GZH-5標(biāo)段當(dāng)做項目背景,將DK32+300-DK32+927.303當(dāng)做分析主體,利用模型測試分析淺埋暗挖隧道項目內(nèi)隧道和支護結(jié)構(gòu)的受力變形情況、開挖對地表沉降的作用和變形規(guī)律、超前注漿對地層內(nèi)力和地表變形的作用。2012年，隧道學(xué)者彭躍松等49對淺埋暗挖法開展全面敘述,主要包含價值、作用、發(fā)展情況和后續(xù)走勢;之后對其出現(xiàn)以及需要處理的有關(guān)問題開展敘述,主要包含地質(zhì)特征、沉降、力學(xué)、施工科技等部分;最終在具體方式上指出包含注漿、支護以及施工等意見,表述此類工藝的關(guān)鍵價值,且準(zhǔn)備了相應(yīng)的借鑒。2010年，隧道學(xué)者黃正家50通過數(shù)理統(tǒng)計與回歸研究等方式,對深

24、圳地鐵大劇院科學(xué)館區(qū)間隧道的洞內(nèi)變形、地表沉降等相關(guān)信息開展深入研究,指出在軟弱富水地層用淺埋暗挖法建設(shè)隧道的時候相關(guān)規(guī)律性結(jié)果。2008年，同濟大學(xué)專家徐明星等51匯總出眾多普遍存在的地下穿越項目工藝,大致敘述了淺埋暗挖法、盾構(gòu)法、頂管法等主要理論、優(yōu)點和不足、具體適用領(lǐng)域,為實際工程的設(shè)計和施工提供科學(xué)依據(jù)。2001年，隧道學(xué)者肖廣智52深入分析軟弱地層內(nèi)使用淺埋暗挖法建設(shè)地鐵車站的地層適應(yīng)性、結(jié)構(gòu)型式、防水、施工方式、減少費用,提出了一些新觀點。2010年，隧道學(xué)者蔡啟章等53敘述了地鐵淺埋暗挖隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工技藝,分析雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在地鐵淺埋暗挖隧道內(nèi)的普遍使用,進而匯總出地鐵施工的

25、現(xiàn)實經(jīng)驗。2001年，隧道學(xué)者李海等54根據(jù)廣州地鐵二號線某區(qū)間地鐵隧道項目 ，基于此隧道跨度大、圍巖不強、埋深淺等特征 ,科學(xué)開展隧道結(jié)構(gòu)設(shè)定 ，且全面敘述了此隧道具體施工環(huán)節(jié)與方式。確保施工全面開展 ,且完成管控地表沉降與洞室變形的目標(biāo) 。根據(jù)上述分析，淺埋暗挖法在南京、上海、福州、廣州等多個城市淤泥質(zhì)地層內(nèi)的順利使用檢驗了其具備的可執(zhí)行性。此方式使用的時候需要對地層實施預(yù)加固，注漿加固成效是淤泥質(zhì)地層淺埋暗挖的重點，需要使用的預(yù)加固方式是，大管棚小導(dǎo)管注漿、掌子面注漿、管幕注漿、攪拌樁等多個部分。此外也可以使用壓密注漿、可反復(fù)高壓灌架描桿等方式開展預(yù)加固。當(dāng)前此地層內(nèi)注漿原料大部分使用（

26、特殊）水泥一水玻璃雙液架。施工時期需要全面管控地表沉降、減少隧道施工對四周環(huán)境的負(fù)面作用。所以，去除使用暗挖法一般的地層預(yù)支護等相關(guān)舉措之外，最重要的是對隧道周圍和掌子面土體實施改善加固，以便完成堵水、止水、提升地層強度的目標(biāo)，確保暗挖施工時期掌子面和地層平穩(wěn)性。1.3.2 淤泥質(zhì)地層隧道研究不足當(dāng)前，有關(guān)淤泥質(zhì)地層暗挖隧道的具體分析也表現(xiàn)出下面的缺點和問題。（1）淤泥質(zhì)地層隧道暗挖施工的風(fēng)險評估缺失淤泥質(zhì)地層的工程特點是：高壓縮、高敏銳、高蠕變、高含水量、低強度等部分。對于此類地層內(nèi)的地下項目來說，暗挖方案執(zhí)行問題主要是：地層土體軟弱，包含大量水分，自穩(wěn)水平不高；土體遭受施工影響會出現(xiàn)變形、

27、維持時間長，最后變形范圍大；地層土體會出現(xiàn)漸進式傷害；施工時期地層和支護結(jié)構(gòu)兩者的共同承載功能不突出。為了確保施工時期的地層平穩(wěn)和周圍建筑物穩(wěn)定，只使用支護結(jié)構(gòu)強化的模式不能處理暗挖施工出現(xiàn)的問題。當(dāng)前基于地下項目進行分析，逐漸創(chuàng)建了山嶺與盾構(gòu)、沉埋管隧道完善且科學(xué)的項目風(fēng)險評估模型，然而對淤泥質(zhì)地層內(nèi)的地下項目的風(fēng)險評估上卻缺少深入分析，目前還沒有與之相關(guān)的項目風(fēng)險評估模型。（2）地層改良加固機理相對欠缺對淤泥質(zhì)地層改良加固理論的科學(xué)、全面的了解對于設(shè)計、施工方案的修訂來說非常關(guān)鍵。但是，因為此部分分析工作的缺乏，目前淤泥質(zhì)地層改良加固預(yù)案的設(shè)計大部分依賴經(jīng)驗、實地試驗與工程類比等模式。對于

28、依照預(yù)期目標(biāo)需要使用的加固參數(shù)，比如改善與加固領(lǐng)域、力學(xué)參數(shù)提升程度等，并未提供精準(zhǔn)的理論數(shù)據(jù)。對于暗挖隧道開挖后地層的承載重要地區(qū)、變形失穩(wěn)特點等機理研究部分卻沒有得到良好的結(jié)果。（3）地層改良加固技術(shù)有待發(fā)展因為地層水文地質(zhì)環(huán)境的獨特性，導(dǎo)致此類地層改良加固工藝難度較高。為了得到預(yù)期地層改良與加固目標(biāo)，要全面詳細(xì)的修訂預(yù)案，加強施工監(jiān)管。非常明顯的是精細(xì)化的科技舉措和施工場地的環(huán)境情況之間存在矛盾。怎樣探尋合理的地層改良加固預(yù)案，以便達到暗挖隧道施工的主要標(biāo)準(zhǔn)，但是卻不會提升場地操作難度，是目前需要全面分析的重要問題。1.4 本文的主要研究內(nèi)容本文基于淤泥質(zhì)地層城市隧道淺埋暗挖施工方案，根

29、據(jù)工程情況，使用數(shù)值研究與工程驗證等手方式開展深入探索。主要內(nèi)容如下：（1）利用文獻調(diào)研匯總國內(nèi)淤泥質(zhì)地層的分布狀況，敘述淤泥質(zhì)地層工程特點，敘述此地層內(nèi)使用暗挖施工的重要性、可實施性和目前出現(xiàn)的關(guān)鍵問題。（2）基于市區(qū)淤泥質(zhì)地層城市隧道淺埋暗挖設(shè)計施工有關(guān)情況，分析設(shè)計與施工主要觀點與重點；評價施工時期也許遭遇的現(xiàn)實風(fēng)險，展現(xiàn)淤泥質(zhì)地層隧道暗挖相關(guān)風(fēng)險源，指出合理的風(fēng)險管控舉措。（3）依靠現(xiàn)場工程，使用規(guī)模龐大的通用有限元軟件MIDAS GTS/NX對此類城市隧道創(chuàng)建有限元計算模型，對淤泥質(zhì)地層地表豎直旋噴樁的加固參數(shù)進行對比研究，對比分析不同參數(shù)旋噴樁加固過程中圍巖的應(yīng)力、位移，一級完整支

30、護結(jié)構(gòu)的受力特點開展深入研究和比較，得到此地層條件下最完善高效的具體方案，為今后類似隧道施工提供借鑒。（4）利用上述得出的最合理的旋噴樁加固參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，研究管棚在不同間距，長度和直徑條件下應(yīng)力情況，分析參數(shù)變化對圍巖唯一、圍巖應(yīng)力和管棚內(nèi)力的變化，在滿足隧道施工安全性要求的前提下，挑選最科學(xué)的管棚支護方案，為此后相似地層條件下支護方案的挑選準(zhǔn)備良好的依據(jù)。（5）以現(xiàn)場項目的淤泥質(zhì)地層城市隧道案例為基礎(chǔ)。第二章 淤泥質(zhì)隧道淺埋暗挖法施工難點2.1 淤泥質(zhì)地層軟土分布及特性2.1.1 淤泥質(zhì)軟土分布（1）軟土軟土是之前水下沉積的飽和粘性土，大部分產(chǎn)生在很早之前。綜合進行分析，軟土是出現(xiàn)時間久

31、的沉積物，大部分是位于沉積期的欠固結(jié)軟土。軟土大部分位于濱海、湖泊、沼澤、河灘及谷地等區(qū)域，其他國家北歐眾多（丹麥不再此范圍內(nèi)、英國倫敦、墨西哥、新加坡、泰國曼谷、加拿大、美國北部、底格里斯河、恒河等全球關(guān)鍵河流的三角洲都積累了此類軟土層。我國內(nèi)地與沿海區(qū)域軟土地層較多，此外表現(xiàn)出區(qū)域性特征。從南到北珠江三角洲區(qū)域的廣州、深圳、湛江，長江三角洲的福州等多個地區(qū)。上述區(qū)域是各個城市、企業(yè)、機場、碼頭等匯聚點，不同建構(gòu)筑物比較集中?，F(xiàn)有一些規(guī)范55-60對于軟土的定義如下：公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范（JTJ017-96）要求特征指標(biāo)分辨軟土（參考表1-2）。注：表內(nèi)十字板剪切強度（Su）3

32、5kPa所對照的靜力觸探總貫入阻力（Ps）大概是750kPa日本道路公團指出的軟土地基的要求參考表1-361：表1-3 軟土地基的要求（1987年日本道路公團）公路土工試驗規(guī)程（JTJ051-85）對軟土的分類參考表1-4，修改之后規(guī)程沒有此表。以上要求對軟土確定的概念有細(xì)微的不同，但是綜合進行分析，軟土也就是由細(xì)粒土構(gòu)成的孔隙比大(e1.0)、天然含水量高（WWL、壓縮性高（壓縮系數(shù)從12 0.5Mpa-1）、強度低（不排水抗剪強度低于20kPa）一級具備敏銳結(jié)構(gòu)性的土層，此處主要包含淤泥、淤泥質(zhì)黏性土、淤質(zhì)粉土等。按照地質(zhì)因素，國內(nèi)軟土產(chǎn)生主要被劃分成濱海、海陸過渡、河流等多個環(huán)境。（2）

33、淤泥質(zhì)土層根據(jù)軟土相關(guān)概念與特點可以知道，淤泥與淤泥質(zhì)土是軟土的一類。在天然孔隙比超過1.5時被叫做淤泥，天然孔隙比超過1但是低于1.5時的粘土與亞粘土就可以被叫做淤泥質(zhì)粘土與淤泥質(zhì)亞粘土62。淤泥質(zhì)土在國內(nèi)濱海平原、河口三角洲、湖盆地四周和山澗谷地都有較多的分布，按照形成與劃分情況，被劃分成沿海沉積的淤泥質(zhì)軟土以及內(nèi)地、山區(qū)湖盆地和山前谷地沉積的淤泥質(zhì)軟土。通常來說，前者分布相對平穩(wěn)，厚度較高，土質(zhì)不硬；后者則是相對分散，厚度不高，土的性質(zhì)變化明顯。按照沉積環(huán)境淤泥質(zhì)軟土被劃分成濱海相、湖泊相、河灘相、沼澤相等不同種類。濱海相淤泥質(zhì)軟土63：在表面主要分布有近代多種應(yīng)力影響產(chǎn)生的黃褐色粘性土

34、硬殼，厚00.3m，一般包含貝殼和海生物殘骸。其主要特點是厚度大，分散范圍廣，掩埋深，甚至達到幾十米。湖泊相淤泥質(zhì)軟土：是近代湖盆地的沉積、比如鄱陽湖、洞庭湖等眾多湖盆地的沉積。此類物質(zhì)顆粒細(xì)微且勻稱，具備顯著的層理結(jié)構(gòu)。此類土體結(jié)構(gòu)松散，為分散劃分，厚度差異明顯，性質(zhì)各異。河灘相淤泥質(zhì)軟土：主要包含河漫灘相與牛輒湖相，比如長江中下游、松花江、珠江下游等地區(qū)，主要表現(xiàn)出帶狀分布，成分不統(tǒng)一，沿著水平與垂直方向變動明顯。沼澤相淤泥質(zhì)軟土：主要位于地下水、地表水排泄不順暢的低桂區(qū)域，大部分出現(xiàn)泥炭，此外經(jīng)常被暴露在外。淤泥質(zhì)的粒度成分大部分是粉粒與粘粒，其礦物成分內(nèi)點土礦物以水云母為重點，此外也包

35、含少部分高嶺石和多水高嶺石，另外也有一定的有機質(zhì)，甚至高達89%，上述高親水性的物質(zhì)，給予淤泥質(zhì)土的眾多獨特性質(zhì)。在有機質(zhì)含量較高的時候，會出現(xiàn)泥炭層，在湖泊、沼澤相土內(nèi)一般會遭遇泥炭夾層或透鏡體。淤泥質(zhì)土內(nèi)也會出現(xiàn)含鐵的倍半氧化物與碳酸鹽類物質(zhì)。因為淤泥質(zhì)土的沉積時間不長，天然壓密影響不大，顆粒間必須凝聚聯(lián)系，無化學(xué)結(jié)晶聯(lián)系，導(dǎo)致上述土具備結(jié)構(gòu)松軟、強度不高、可觸變性等特點。海相沉積的淤泥層一般包含粉細(xì)砂土層。湖相沉積層內(nèi)出現(xiàn)泥炭透鏡體。因為此類土內(nèi)存在大量粘粒，此外包含有機質(zhì)，根據(jù)水膜較厚，顆粒間的連接力弱等情況會出現(xiàn)流動情況。在此類土的沉積到相同厚度時，在重力壓密影響下，會出現(xiàn)固結(jié)，促使

36、顆粒彼此間匯聚，少數(shù)水析出，連接力提升，強度不斷提升。下面就敘述了我國有關(guān)淤泥質(zhì)地層64的相關(guān)物理力學(xué)內(nèi)容2.1.2 淤泥質(zhì)軟土特性淤泥質(zhì)地層65-68在上海、杭州、溫州、福建等重要地區(qū)普遍存在，此地層內(nèi)要想創(chuàng)建地下項目，就需要更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪M行設(shè)計與施工，此外也需要較高的工程造價。此類地層的主要特點簡單的敘述成：(1) 高壓縮承載水平不高，會導(dǎo)致建筑物沉淀，變化不明顯、連續(xù)時間長。(2) 高靈敏具備敏銳的觸變性，依照地層的含水量變動表現(xiàn)出不一樣的敏銳度，含水量高靈敏度就更高。(3) 高蠕變此地層觸變變化的范圍和其余地層相比更大，此外維持時間久。(4) 高含水量水是地下項目的重要阻礙。含水量多少是

37、評估地層優(yōu)良的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，還是設(shè)計、施工需要全面分析的部分，含水量差異會影響其余重要指標(biāo)。(5) 低強度地下開挖項目會導(dǎo)致土體受損、失穩(wěn)坍塌，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)差異或綜合沉降，損害結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。(6) 低透水性給項目降水、排水造成阻礙。圖2.1所示是國內(nèi)沿海區(qū)域比較突出的淤泥質(zhì)原狀土，根據(jù)上述情況可知，和一般土體比較，此類土體具備相應(yīng)的軟流塑性，此外含水量很高。2.2 淤泥質(zhì)地層城市隧道施工特點及難點淤泥質(zhì)地層工程性質(zhì)不高，遭受工程變化影響會出現(xiàn)變形與沉降。此外地層變形領(lǐng)域大、維持時間久。所以，對于地基等重要項目來說，需要對淤泥質(zhì)地層實施加固改善，以便提升其強度且減少含水率。其中對于淤泥質(zhì)地層內(nèi)的地下

38、項目來說，暗挖項目開展難點主要是下面幾個部分：地層土體不硬，含水率較高，自穩(wěn)水平不高，此外因為地層土體強度較低，自承載水平不高，開挖的時候掌子面和上方揭露的土體自穩(wěn)水平不高，通常不具備自穩(wěn)時間，施作支護操作時間較短，所以暗挖法施工需要開展地層改善加固，以便提升土體自穩(wěn)水平，確保施工順利進行。(1) 地層土體受到施工影響變形較大、維持時間久，最后變形量大在淤泥質(zhì)地層開挖隧道，開挖項目肯定會導(dǎo)致應(yīng)力釋放，損耗之前地層的應(yīng)力均衡局面，四周土體出現(xiàn)松動。因為土體強度不高，開挖造成的變形與應(yīng)力擾動延伸范圍較廣泛，土體內(nèi)高含水量導(dǎo)致變形維持時間增加，上述都對隧道周圍建筑物造成明顯的負(fù)面影響，此外變形持續(xù)提

39、升到相應(yīng)量值也會導(dǎo)致地層與支護結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。(2) 施工時期地層和支護結(jié)構(gòu)兩者的共同承載效果不突出，對于淤泥質(zhì)地層來說，隧道暗挖施工一直到早期支護封閉成環(huán)以后，地層土體和支護結(jié)構(gòu)兩者間的承載效果不突出。重點體現(xiàn)在：開挖后施做初支，拱腳處會出現(xiàn)積水此外受力匯聚，一般會導(dǎo)致初支沉降突出，必須利用分部開挖、施作暫時仰拱與鎖腳錯桿等方式約束；在地層和支護結(jié)構(gòu)全面影響的時候，地層可以施加支護結(jié)構(gòu)的抗力影響不高，所以支護結(jié)構(gòu)需要具有充足的剛度；因為地質(zhì)環(huán)境、含水量和外界荷載的差距，支護結(jié)構(gòu)一般會出現(xiàn)受力不均衡的問題，造成差異變形或下沉，支護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂問題。（4） 施工時期風(fēng)險較高，因為地質(zhì)與水文環(huán)境的獨特

40、性、施工預(yù)案的不明確性和市區(qū)環(huán)境的繁雜性，造成在此地層開展隧道暗挖工廠具備較高的風(fēng)險。依照此方式的具體特征與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對于其中的監(jiān)控量測和維護舉措有較高的要求。淤泥質(zhì)土地層作業(yè)風(fēng)險大，如上海，北京具有典型的軟土以及淤泥質(zhì)地層，列舉發(fā)生的幾個事故如下：案例一：上海地鐵四號線聯(lián)絡(luò)通道出現(xiàn)流沙涌水，造成隧道內(nèi)部行線明顯積水，進入泥沙。此外以風(fēng)井為核心的地面逐漸發(fā)生裂縫、下沉問題。造成四周音像樓出現(xiàn)變形問題，墻面開裂，房屋出現(xiàn)傾斜問題（圖2-2）。案例二：廣州地鐵三號線石牌橋站附近地下9m處有通往珠江的渠道，渠道處于砂土層，斷面為矩形，施工難度高。暗挖時期，作業(yè)面出現(xiàn)1.3m高的軟弱土體塌落問題，最后

41、導(dǎo)致塌方問題（圖2-3）。匯總各個國家專家的分析結(jié)果，隧道施工導(dǎo)致的地層變形機理一般表現(xiàn)在三部分：開挖、支護引起的地應(yīng)力變化、地下水滲流及超孔隙水壓力變化、土體的流變時效特性。而淤泥質(zhì)地層城市隧道施工其地層變形機理比較特殊，具體如下；（1）地層應(yīng)力狀態(tài)改變。淺埋暗挖隧道施工是在出現(xiàn)初始地應(yīng)力場69-70的土層內(nèi)開展的，施工影響造成應(yīng)力重分布產(chǎn)生二次應(yīng)力場，開挖造成的應(yīng)力釋放與支護時期造成的附加應(yīng)力都會造成地層發(fā)生彈塑性變形問題，引發(fā)地表沉降。順利開挖以后，洞壁臨空面處的地應(yīng)力最先釋放，原本的三向應(yīng)力局面開始變成兩向應(yīng)力局面，表現(xiàn)為指向隧道內(nèi)部的徑向應(yīng)力和沿洞壁的切向應(yīng)力，洞壁周圍出現(xiàn)較大的應(yīng)力

42、集中現(xiàn)象，進而造成四周土層朝向隧道內(nèi)側(cè)變化。隨著變形增長，周圍土層的切向應(yīng)力逐漸增大，經(jīng)過應(yīng)力調(diào)整后，相鄰?fù)翆拥膽?yīng)力大小又進一步發(fā)生改變，隨之產(chǎn)生變形。在應(yīng)力位移交替變動開始從隧道四周向更遠(yuǎn)的地層擴散，一直達到全新應(yīng)力均衡。因為地層應(yīng)力的變動，通常隧道開挖之后四周土層會產(chǎn)生多個區(qū)域：松動圈、應(yīng)力增高區(qū)以及原始地應(yīng)力區(qū)?；跍\埋暗挖隧道進行分析。開挖之后掌子面處出現(xiàn)應(yīng)力釋放，在原始側(cè)向應(yīng)力影響下掌子面土體向隧道內(nèi)轉(zhuǎn)移，造成地層改變。若初支襯砌支護不及時，或者由于初支支護與周圍地層未緊密貼合也會造成土體應(yīng)力釋放。此外，當(dāng)初支襯砌強度不足，在周圍土壓力作用下沉降較大，會進一步加大土體應(yīng)力釋放量，引更

43、大的地層變形。由于實際隧道施工過程十分復(fù)雜，巖土層性質(zhì)、開挖方式及支護方法均對應(yīng)力路徑變化存在明顯影響，導(dǎo)致土體應(yīng)力釋放過程也有所不同。例如及時支護可以減小地應(yīng)力釋放率，限制巖土體變形，減小塑性區(qū)的發(fā)展。隧道掌子面在推進過程中，對地層形成三維空間約束效應(yīng)，故地層應(yīng)力并不是瞬間全部釋放，而是漸進釋放。周順華等（1997）指出應(yīng)力釋放率的統(tǒng)計模型，且創(chuàng)建和位移釋放率之間的關(guān)系，此模型概念在二維數(shù)值研究與模型測試中得到全面使用。（2-1）式中：-掌子面空間效應(yīng)前方 l0-后方影響區(qū)；S-釋放應(yīng)力； -地層初始應(yīng)力；US-掌子面通過之后的位移和之前就出現(xiàn)位移的差異；UIo-開挖面通過前已有的位移；US

44、-掌子面通過點的距離超過后，點不支撐所出現(xiàn)的虛擬位移；-與地質(zhì)條件和施工方法有關(guān)的參數(shù)（如圖區(qū)域取值范圍為1/31。）隧道開挖引起的應(yīng)力釋放計算方法從荷載結(jié)構(gòu)理論發(fā)展至連續(xù)介質(zhì)法。荷載結(jié)構(gòu)法使用散體壓力觀點，只統(tǒng)計影響隧道結(jié)構(gòu)的土體荷載，地表變形一般使用經(jīng)驗公式法預(yù)估。之后專家了解到隧道和地層屬于受力完整體，對于洞室開挖之后放出的巖土體壓力需要由隧道結(jié)構(gòu)和圍巖構(gòu)成的地下結(jié)構(gòu)體系全面擔(dān)負(fù)，文獻分析內(nèi)的巖土體應(yīng)力的彈性、彈塑性和粘彈性解答也開始出現(xiàn)。（2）地下水滲流及固結(jié)天然土體通常是包含土體顆粒、孔隙水和氣體等部分。思考到土顆粒與孔隙水的壓縮變形一般可以不關(guān)注，所以固結(jié)變形的理論是由于土體內(nèi)孔隙

45、水的流出與氣體積的縮減，之后導(dǎo)致土顆粒之間距離變短造成的。若不考慮孔隙氣的作用，兩相飽和土體的固結(jié)變形主要是來由于孔隙水隨時間逐漸排出，土體有效應(yīng)力逐步增大，導(dǎo)致土體產(chǎn)生壓縮變形。對于富水地層中淺埋暗挖施工，當(dāng)采取地層降水措施，或者超前支護對地下水阻隔效果不佳時，將產(chǎn)生地下水滲流、引起水位下降。此外，隧道注漿加固時期會在特定范圍內(nèi)造成超孔隙水壓力。由于孔隙水壓力變動與滲透力影響，地層會出現(xiàn)固結(jié)變形問題。如果在地下水滲流過程中伴隨有土顆粒流失，也將加劇地層變形。當(dāng)前，定量分析固結(jié)變形的觀念一般是Terzaghi-Rendulic固結(jié)與Biot固結(jié)兩部分觀點。兩者共同基本假設(shè)為：土體為各向同性的彈

46、性體且完全飽和；土體產(chǎn)生的變形均為小變形；孔隙水的流動服從Darcy定律；土顆粒和孔隙水均不可壓縮；單位時間從土單元流出的水和土體孔隙壓縮量相同。準(zhǔn)三維的Terzaghi-Rendulic基本方程為： （2-2） （2-3）式中：Kx，Ky，Kz分別為x,y,z方向的滲透系數(shù)；u-超孔隙水壓力； W-水的重度；E-彈性模量； µ-泊松比；和Terzaghi-Rendulic固結(jié)觀點進行比較，Biot固結(jié)觀點沒有假設(shè)法向總應(yīng)力和隨時間不變，其孔壓和固結(jié)時期的土體位移相關(guān)，相對嚴(yán)苛推測出表現(xiàn)孔隙水壓力消散和土骨架變形關(guān)系的三維固結(jié)方程： （2-4） （2-5）式中：Kx，Ky，Kz分別為

47、x,y,z方向的滲透系數(shù)；WX,WY,WZ分別為x,y,z方向的土體位移；U- 超孔隙水壓力， W- 水的重度；- 土體重度； 2-拉普斯算子（）根據(jù)Biot固結(jié)觀點，我們就可以知道淺埋暗挖隧道在富水地層中運作，土層應(yīng)力場和滲流場彼此耦合。若隧道施工引起巖土體滲流場出現(xiàn)改變，變化的孔隙水壓力將影響巖土體的應(yīng)力場，那么巖土體的位移場也隨著應(yīng)力場的改變而變化；其中巖土體位移變動也會反面作用于滲流場。由于土體流固耦合問題較為復(fù)雜，目前能得到的解析解很少，大多數(shù)情況下通過數(shù)值計算來解決該問題。（3）土骨架的流變性軟土和風(fēng)化巖地層受到隧道項目影響之后，在荷載影響下，土體骨架一般出現(xiàn)連接不斷地黏滯流動，應(yīng)力、應(yīng)變隨著時間開始改變，也就是土體流變性，宏觀層面是蠕變變形與應(yīng)力松散，土體沉降在長時間內(nèi)持續(xù)增長73。一般而言，淺埋暗挖隧道在施工