硬岩隧道的沉降
英属哥伦比亚大学博士Erik Eberhardt教授,天然灾害管理中心--阿尔卑斯山GmbH公司的Christian Zangerl先生和瑞士联邦技术研究所Simon Low教授,讨论深部硬岩隧道的不对称沉降
他们最关心的,在任一浅埋隧道挖掘中工程开挖过程可能对地表环境影响。在大多数情况下,最紧迫的问题是,牵涉到细微沉降所造成的地面/体积损失而导致对敏感的表面结构的损害。在含水层的地面,由于固结和沉陷对时间依赖性,隧道排水也有可能导致细微位移。报告的案件几乎全部涉及在松软、未固结的土壤中浅埋隧道的挖掘工程。
因此,分析和数值程序对地面沉降可预测的程度,主要是基于地面沉降连续介质力学的剖面计算是对称垂直于隧道轴面的。在许多情况下,剖面是近似一个倒置高斯正态分布曲线(图1A)。这个假设是,一般应用于非均质性软弱地基条件下,仅限于横向分层(如图1B)
图1(a)地表沉陷的在已有资料的基础上的典型高斯正态分布曲线
(b)上述隧道在软土可测量长期沉陷
相比之下,虽然有些先后的确存在但是固结沉降与坚硬的岩石掘进,是很少考虑的。据Karlsrud & Sander 的案例报道,在挪威的奥斯陆,在基岩裂隙深度20米- 40米隧道掘进中排水沉积造成多达35厘米的沉陷。在这些工程中,海洋软粘土以上基岩被视为是唯一固结材料,在开挖过程中下面的裂隙岩体只充当管道排水。Lombardi 报告在瑞士西部的Zeuzier有一个双拱坝,那里的大坝测量到13厘米的垂直沉降与在1.5公里之外掘进过程中勘测的平硐有关。这些位移,导致大坝的开裂。起初,沉降的原因和水库水的流失并没有提供明确的解释。经过调查和计算若干可供选择的原因,怀疑流失的水流入平洞中,这些水是要通过一个封闭的破裂面,泥炭灰岩含水层 。命令该平洞停止开挖,并修复在坝体出现裂纹。