城市隧道基坑开挖对下卧运营地铁区间的影响分析

在深基坑工程施工中,基坑降水开挖会使得周围土体产生沉降。特别是当基坑邻近既有地铁区间隧道时,其开挖过程对隧道变形的影响更应得到重视。以沈阳地铁二号线邻近的恒隆广场深基坑工程为背景,通过有限差分软件flac3d进行数值模拟。结果表明:富水砂层地质条件下,降水开挖后地表沉降整体值并不是很大;通过不考虑流固耦合和考虑流固耦合的对比分析,得出不能忽视降水对周围土体扰动及区间隧道变形的作用;区间隧道主要以水平位移为主;在施工中,要着重对与基坑距离最近的右线隧道进行监测。

基坑开挖对下卧运营地铁隧道影响的数值分析与变形控制研究_郑刚

随着城市建设的发展，深基坑与隧道工程的数量明显增多，基坑的开挖必将对临近隧道产生影响。以某既有地铁盾构区间与临近基坑工程为例，运用midas软件对基坑施工过程中对隧道变形影响进行模拟，并给出了施工措施建议。结果表明：基坑开挖会引起隧道产生变形，变形规律也与基坑距离远近密切相关。

结合工程实例,运用土体、围护结构相互作用有限元计算原理,对基坑开挖时由于土体应力释放和降承压水作用对地铁区间隧道的影响进行了计算分析,并提出降低其影响的建议及措施,可供类似工程参考。

临近基坑的地铁轨道会因为基坑的开挖而产生位移和变形,这将影响到轨道交通的运营安全。以长沙某深基坑工程为背景,通过划分不同的施工阶段,用plaxis软件模拟分析了在该项目的基坑开挖过程中,邻近地铁区间的土体位移和管片变形的发展规律。结果表明:随着开挖的进行,地层最大竖向位移发生在基坑底部,最大水平位移发生在基坑顶部,地铁隧道处的地层位移变化较小；地铁管片离基坑越近,变形越大。

针对复杂周边环境下的深基坑开挖,运用三维有限元计算软件模拟深基坑开挖施工全过程,分析了不同工况下深基坑开挖对广州地铁6号线的影响,为今后类似周边环境下深基坑开挖奠定了基础。

根据上海软土地区的20个案例,分析总结了隧道变形的一般规律。重点分析了影响隧道隆起和沉降的影响因素,并得出各影响因素与隧道竖向位移的关系；在此基础上对隧道隆起和沉降最大值进行了预测。预测结果显示隧道隆起和沉降与基坑开挖深度、隧道顶覆土厚度、基坑开挖面积等参数密切相关,实测值基本符合线性函数。

地铁附近的基坑施工是影响区间隧道及地铁车站正常运营的一个重要性因素。若施工方案不当或保护措施不够,很可能引起区间隧道发生过大的不均匀变形。针对基坑开挖对地铁区间隧道的影响评价,本文提出了一种数值方法与解析方法相结合的新方式。首先利用纵向刚度等效和横向刚度等效原则建立了模拟区间盾构隧道的三维等效连续化模型,实现较为精确且方便的三维弹塑性有限元分析;然后采用三次多项式曲线进行拟合,分析基坑开挖各工况下隧道的纵向变形曲率的变化;另外,利用解析推导建立纵向弯矩和管片接头环缝张开量之间的关系,从而实现在三维弹塑性数值模拟结果的基础上结合解析推导的全面评价,为地铁区间隧道的运营阶段保护提供参考。

以某盾构隧道上方近距离基坑开挖为背景,建立了基坑开挖对邻近盾构隧道衬砌内力影响的二维数值分析模型,对实际施工工况进行模拟,动态地分析了施工过程中基坑变形及开挖对盾构隧道衬砌内力的影响,研究结果表明:基坑开挖对下卧盾构隧道有较大影响,需在施工中加强对盾构隧道的监测与控制,基坑框架和内墙对于改善盾构隧道位移和内力有明显的作用。研究结论可为优化设计和施工提供了有益的参考。

基坑开挖引起下卧地铁区间隧道上浮控制研究——基坑开挖对其下部的地铁区间隧道有明显的影响。上海轨道交通7号线浦江南浦路站——浦江耀华路站区间的中间风道基坑工程位于地铁区间隧道的上方，坑底距隧道顶的最小距离仅为9m。基坑开挖对该地铁区间隧道上浮影响...

结合实际工程,利用有限元方法,对基坑开挖对下伏地铁区间影响进行数值分析,指导设计和施工,有关经验可供相关专业人员参考。

上海外滩修建地下通道——外滩通道,通道南段采用明挖法施工,在延安东路路口与已建的延安东路隧道产生交叉跨越问题。外滩通道基坑坑底与延安东路南、北线隧道拱顶距离仅为7.1m与5.4m,基坑开挖必然使下卧运营隧道产生附加变形以及附加内力。为了研究外滩通道开挖对下卧延安东路隧道的影响,以及评价不同隧道保护措施的效果,通过三维有限元软件plaxis-gid进行四组模拟,包括无隧道保护措施的工况、采取土体加固措施的工况、基坑开挖过程中在坑底进行堆载的工况以及同时进行土体加固和堆载的工况。实际工程中同时采用土体加固和堆载这两种措施来保护隧道,现场监测数据与对应的数值模拟结果具有较好的一致性。分析表明:基坑开挖将对下卧隧道产生很大的影响,且影响范围较大,约为6倍基坑宽度,施工中采取合理的隧道保护措施是十分必要的。

长沙田汉大剧院地下空间商业项目一期基坑工程位于地铁1号线某区段正上方,坑底距隧道顶的最小距离约为6.2m。基坑坑底位于圆砾层中,地下水较丰富,考虑到降水对周边环境的影响,基坑工程采用封闭式止水帷幕并设置抗浮锚索。基坑开挖、降水引起的土体卸荷、地下水渗流,以及施工的抗浮锚索,共同影响坑底土体回弹,从而对下卧地铁隧道产生影响,如何分析与计算其影响成为该项工程的重点和难点。为此先通过两种常用的回弹变形估算方法计算坑底回弹量和隧道隆起位移;然后利用midasgts有限元软件建立三维数值分析模型,分别进行3种工况的模拟,包括不考虑地下水渗流影响并不采用抗浮锚索工况,考虑应力渗流耦合但不采用抗浮锚索工况,考虑应力渗流耦合并采用抗浮锚索工况。对比分析表明：帷幕渗透率较低时,考虑应力渗流耦合与不考虑渗流影响的坑底回弹和隧道隆起位移模拟结果基本一致;规范推荐估算方法在合理修正其卸荷应力,并确定合理的卸荷影响深度后,其计算结果与数值模拟结果相近。所得成果可为优化设计和施工提供有益的参考,并为类似工程提供借鉴。

第25卷增刊岩土力学vol.25supp.2 2004年11月rockandsoilmechanicsnov.2004 收稿日期：2004-04-30 作者简介：王卫东，男，1969年生，博士，高级工程师，一级注册结构工程师，主要研究方向为深基坑工程设计理论与方法、高层建筑地基础工程。 文章编号：1000－7598－(2004)增－0251－05 基坑开挖卸载对地铁区间隧道影响的数值模拟 王卫东，吴江斌，翁其平 （华东建筑设计研究院有限公司，上海200002） 摘要：上海新金桥广场基坑工程位于地铁区间隧道的正上方，坑底距隧道顶的最小距离仅

研究目的：与既有地铁隧道上下重叠建设的基坑工程日益增多,基坑开挖卸荷对下方既有地铁隧道的影响是该类工程中不可忽视的问题。本文结合工程实例,采用有限元软件进行数值模拟,分析基坑开挖深度、土层特性等方面对下卧隧道的影响,并总结基坑开挖卸荷对下方隧道在结构变形、内力等方面的发展态势和变化规律。

在深圳市桂庙路快速化改造工程施工过程中,前海段下沉式隧道需要采取明挖基坑的方式长距离平行上跨既有的地铁11号线隧道,而基坑开挖会使下卧隧道产生结构变形和附加受力,从而影响隧道的运行安全。借助数值分析软件,对基坑施工过程进行动态模拟,对比分析了不同旋喷桩地基加固情况下基坑开挖对下卧隧道的受力和变形影响。在此基础上,提出了合理的地基加固宽度和深度,把地铁隧道变形控制在规定范围内。最后,通过对现场监测数据的分析,验证了所提地基加固方案能有效控制下卧隧道的变形,并为以后类似工程的设计与施工提供了借鉴和参考。

越来越多的基坑开挖邻近既有地铁线路,这就对基坑支护及既有地铁线路的保护提出了极高的要求。基于天津某邻近既有地铁线路的基坑工程实例,对实测数据进行分析,得到:使用对撑可以减小围护结构变形且对撑的线刚度对其约束变形的能力影响很大；随着基坑开挖的进行,基坑围护结构水平位移逐渐变大,变形模式也由悬臂形逐渐转变为内凸形；基坑开挖会对邻近既有地铁线路产生影响,由基坑开挖引起的隧道结构隆起变化规律受地下连续墙变形模式影响较大。

随着城市建设的发展,城市轨道交通网络逐渐完善,地铁隧道在其正常运营阶段不可避免地要受到各种新建工程活动的影响,其中包括基坑工程。文中以上海地铁二号线南侧越洋广场项目基坑工程为背景,采用三维快速拉格朗日法,对基坑开挖过程进行数值模拟,结果表明,在基坑开挖过程中,基坑周围土体变形以竖向位移为主,地铁隧道的变形以水平位移为主。同时,对基坑底部土体进行预加固措施,可明显减小基坑开挖对地铁隧道的影响。

以长沙市轨道交通3号线一期工程土建施工项目火车站站下穿既有地铁2号线的基坑开挖工程为背景,建立了三维数值模型,对基坑开挖方案、施工顺序及对既有线路的影响等进行了全过程的动态模拟,得到了基坑开挖过程的位移变化云图。模拟结果表明,基坑开挖过程中最大位移值均分布在基坑开挖面上,其原因是由于基坑开挖卸载而引起基坑底部隆起。此外,南北两侧基坑不对称开挖均会引起既有2号线结构的不均匀沉降,其最大值达4.2mm;而两侧同时开挖,则可确保卸载平衡,使既有2号线结构位移变化均匀一致,其最大值约为2.75mm,有利于2号线安全运营。工程实际监测结果表明了数值模拟研究结果的正确性,该方法可以用来对类似问题进行研究。

本文以北京地铁邻近的基坑工程为基础，通过数值计算和第三方监测数据，研宄基坑的开挖对邻近既有地铁结构的影响。结果表明邻近地铁新建基坑的开挖会对既有地铁结构产生影响，靠近基坑的部位受影响最大，利用数值计算方法可得出不同施工阶段既有结构的变化规律。但现场实测数据小于数值模拟数值，且其竖向变形和横向变形规律与数值模拟结果不尽相同，这与新建基坑现场水文地质条件和施工情况的复杂性以及结构本身的特性有关。

随着我国城市建设的不断完善,城市隧道的建设对于我国城市基础设施的完善起了重要的作用,基坑开挖关系到城市地铁建设的稳定性和安全性,加上城市中的隧道建设越来越多,城市地下的基坑开挖会影响到周围地质土壤的稳定程度,并且导致坑周围的底层发生移位的现象.由此可知,基坑开挖影响到邻近地铁的结构和安全性,需要对影响的因素进行分析,并针对这些安全隐患提出相应的解决对策.

基坑开挖对邻近地铁变形的影响分析