低岩跨比软岩地铁隧道上覆管线变形规律

为科学预测低岩跨比条件下软岩地铁隧道开挖后上覆岩土层及其管线的变形规律,针对隧道上覆岩层与土层客观移动规律的差异,考虑开挖时隧道围岩的施工扰动,构建低岩跨比隧道上覆岩土层的“类双曲”移动模型,据此提出地表沉降槽宽度的计算式,并基于Hoek-Brown强度准则给出隧道上覆地层损失率的确定方法,在此基础上运用弹性地基梁理论分析隧道上覆管线的变形规律。以南宁某上覆排水管、天然气管和给水管3种不同材质管线的地铁区间隧道工程为例进行验证。结果表明：地表沉降槽宽度随上覆岩层厚度增加而减小,随上覆土层厚度增加而增大;管线竖向挠曲位移、转角、弯矩及剪力与扰动程度正相关;管线转角、弯矩及剪力随其埋深和管隧夹角增加而增大,但竖向挠曲位移却随管隧夹角增加而减小;各管线沉降区域均主要集中于距隧道中轴线12 m范围内,竖向挠曲位移理论计算与现场监测结果误差均小于10%,且对天然气管和给水管的预测精度更高。