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​深基坑开挖对地铁隧道影响的研究现状

372 2021-03-15 08:59:51


基坑工程开挖等城市建设过程中的工程活动比比皆是,其中包括越来越多的位于版或地铁两侧的项目。这些邻近开挖不可避免的会导致地铁隧道产生不均匀沉降,特别月在广泛用于软土地区的盾构隧道,严重时可导致隧道渗水漏泥或局部损坏,更甚者将使轧产生纵向变形,因而造成对地铁隧道结构安全和列车正常运行的严重威胁。随着城市出隧道周边的基坑工程越来越多,国内外的研究学者针对基坑开挖对邻近既有隧道影响升了许多研究。


  • 万鹏等(2010)基于上海市某地铁附近的深基坑工程的现场实测数据,依据不同施』段围护结构的测斜,周边土体的测斜和地铁隧道的纵向变形,对其进行数据的处理与分最后得出∶平行于基坑壁的地铁隧道在基坑拐角处出现收敛变形突变以及纵向沉降反弯隧道沿纵向的沉降变形与水平直径收敛呈线性关系。

  • 蒋洪胜(2002)基于对某基坑的实测数据及基坑开挖引起的位移场进行分析,从几率同的角度分析了开挖对周边既有隧道的影响。研究表明,地铁隧道本身的存在在很大和上可以阻断基坑开挖引起的位移场的传递,但是这种作用会反作用于隧道,会使隧道本!侧向变形加剧。

  • 郑宜枫等(2009)采用了TCA2003 全自动动态监测系统对基坑周边的地铁隧道进行监测,通过对监测数据的分析为基坑的开挖提供了依据。

  • Hu ZF 等(2003)基于上海市某邻近地铁隧道的深基坑工程,对该基坑工程的设计!工工艺进行了深入的探讨。

  • 刘建航等(1991)主编的《基坑工程手册》一书中指出∶基坑开挖对临近地铁隧道的易是一个十分复杂的动态三维过程。紧靠基坑的正在运行的隧道,在基坑开挖到底部过程随着挡墙水平位移的增加,隧道已产生水平位移并伴随横向水平直径增大的圆环变形,隧道水平位移是不均匀的呈一定的曲率。

  • 汪小兵(2009)运用三维有限元数值模拟了紧邻地铁隧道的深大基坑变形情况和整1挖和分区开挖两种工况对隧道的变形,得出了分区开挖对邻近隧道的影响较小。

  • 蔡建鹏等(2010)提出了基坑开挖对邻近地下管线影响分析的位移控制有限单元法分别考虑在均质地基和层状地基条件下,对基坑开挖对邻近地下管线变形和受力的影I行了研究,并与基于受力控制的整体有限元法进行了对比分析,两种方法得出的管线的规律和受力分布规律基本一致。

  • 张陈蓉等(2010)采用三维 DCFEM 法对基坑开挖引起临近地埋管线的影响进行7析,并通过一个算例分析,将 DCFEM法与两阶段理论分析方法进行了对比,验证了该的合理性及有效性。

  • 王强(2011)对某邻近地铁区间隧道的深基坑施工进行全过程跟踪监测,应用三维有限元分析手段,对地铁隧道在基坑施工过程中所产生的影响进行弹塑性分析,表明整体有限元方法可以较好地模拟此类工程问题。

  • Chi-Te Chang(2001)等通过台北快速通道隧道建设过程中,Panchiao线的隧道区段因为临近基坑而遭到破坏这一事实,说明建立临近隧道的基坑开挖的标准的重要性。得出了一些结论∶① 隧道抗弯能力取决于隧道的平面形状;② 测斜仪读数并不代表隧道的变形,应当用来判断隧道衬砌挤压的程度;③ 隧道表现为梁的形式将降低地面变形包括临近基坑和地面工程的变形。

  • 王卫东等(2004)采用数值分析方法研究了上海新金桥广场基坑开挖对下方地铁隧道的影响,模型中采用了上海软土卸荷模量,并考虑了土体加固、运用时空效应原理开挖土方等控制措施。研究表明∶① 地铁隧道在基坑开挖引起的土体变位的带动下产生一定的位移,隧道的位移形态以刚体变位为主,表现为竖向上抬。② 采取对隧道周围土体进行加固,以及施工过程中合理运用时空效应等控制措施,能基本将地铁隧道变形控制在允许范围内。③ 地铁变形的大小取决于土体卸荷模。


在地铁隧道的保护技术标准方面,目前的有关标准还相当不成熟。比如上海市地区在考虑基坑开挖、高层建筑桩基施工、工程降水以及地面堆载等各种加载和卸载的建筑活动对地铁工程设施的影响的基础上,规定地铁结构设施绝对沉降量及水平位移量不大于 20 mm,隧道变形曲线的曲率半径不小于15000 m。


尽管该项规定较为明确,但由于其不仅仅针对基坑开挖的施工影响,同时也没有考虑到不同地铁隧道结构本身的差异性,所以该项规定显得比较宽泛,而且允许值的确定主要基于工程实践经验得到,具有一定的随意性且缺乏较强的理论基础,故有必要结合基坑开挖施工的影响以及盾构隧道本身的特殊构造,进一步针对地铁隧道对附加变形的承载能力进行深入研究。