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旁侧深大基坑开挖对邻近地铁隧道变形影响研究
姜叶翔;羊逸君;周波;陶庆军;徐鹏;丁智
【期刊名称】《低温建筑技术》
【年(卷),期】2024(46)1
【摘要】为探究深基坑开挖对邻近地铁隧道的影响,文中以杭州某邻近地铁隧道的深基坑工程为背景,建立坑底在隧道正侧方的三维模型,分析基坑开挖过程中邻近隧道的变形规律,并结合研究结果提出相应的监测方法。
结果表明基坑开挖时要重视隧道顶部的裂缝监测;隧道变形以隆起为主,并产生远离基坑的水平位移及扭转;基坑与隧道水平距离超过25m后基坑开挖对隧道基本没有影响;基坑底板的施工能有效控制隧道变形,研究结果可为类似工程施工提供参考。
【总页数】4页(P141-144)
【作者】姜叶翔;羊逸君;周波;陶庆军;徐鹏;丁智
【作者单位】杭州市地铁集团有限责任公司;杭州地铁运营有限公司;上海勘察设计研究院(集团)有限公司;浙大城市学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU473.2
【相关文献】
1.深大基坑开挖对邻近建筑物及隧道的变形影响
2.基坑开挖对邻近地铁盾构隧道变形以及内力的影响研究
3.基于MIDAS的深基坑开挖变形及其对邻近地铁隧道的影
响研究4.黄土区深大基坑开挖变形预测及邻近既有地铁隧道安全性分析5.邻近地铁深大基坑开挖变形与控制措施研究
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第5卷 增刊 地下空间与工程学报V o l.5 2009年12月 C h i n e s eJ o u r n a l o f U n d e r g r o u n dS p a c e a n d E n g i n e e r i n g D e c.2009 基坑开挖卸载对下卧地铁隧道影响的数值分析＊李家平(上海申通地铁集团有限公司,上海 200003)摘 要:近年来,随着上海轨道交通建设快速发展,运营里程不断增长,不可避免的出现了需要在地铁隧道上方加、卸载施工的现象,给既有地铁线路的保护提出了诸多难题。
难题之一是基坑开挖引起坑底隆起会带动下方地铁隧道同步隆起,对隧道使用功能和安全性构成严重威胁,因此,选择合理的基坑设计、施工工艺,控制地铁隧道变形,确保下方地铁隧道安全,成为必须解决的难题。
以上海雅居乐广场浅基坑开挖为背景,采用数值方法分析了地基加固、抗拔桩以及考虑时空效应的分块、限时开挖等技术措施以减小下部隧道变形的效果。
研究结果表明本工程采取的技术措施是有效的,而且数值模拟结果与现场实测数据基本吻合,可供今后类似工程参考。
关键词:基坑开挖;卸载;回弹;地铁隧道;数值分析中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:1673-0836(2009)增-1345-05 N u m e r i c a l A n a l y s i s o f I n f l u e n c e o f D e e pE x c a v a t i o no nU n d e r l y i n g Me t r o T u n n e lL I J i a-p i n g(S h a n g h a i S h e n t o n g M e t r o G r o u p s C o.,L t dS h a n g h a i200003,C h i n a)A b s t r a c t:Wi t ht h e r a p i dd e v e l o p m e n t o f u n d e r g r o u n d r a i l w a y i n S h a n g h a i,m o r e a n d m o r e e n g i n e e r i n g p r o j e c t sh a v e t o b e b u i l t a d j a c e n t t o o r a b o v et h e o p e r a t i n gt u n n e l a n ds u c hl o a do r u n l o a d i n gw i l l b r i n gm a n yd i f f i c u l t i e s t ot h o s e e n g i n e e r s w h o h a v e t h e r e s p o n s i b i l i t yt o i n s u r et h e s a f e t yo f r u n n i n g t u n n e l.Wh e nt h e s o i l o v e r t h e t u n n e l w a se x c a v a t e d,d ef o r m a t i o n w i l l o c c u r t ot h e t u n n e l s d u e t o t h e c h a ng e s i nth e l o a di n g s o nt h e t u n n e l,a n dt h i s d i s p l a c e-m e n t o f t u n n e l g i v e s g r e a t t h r e a t t o p a s s e n g e r s a n dt h e t u n n e l i t s e l f.T o e n s u r e t h e s a f e o p e r a t i o n o f t h e r u n n i n g t u n-n e l s,t h e r e i s a n e e dt o u s e s o u n dd e s i g na n dc o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g yi nt h e e x c a v a t i o no f f o u n d a t i o np i t i no r d e r t oc o n t r o l t h e t u n n e ldef o r m a t i o n.Wi t h t h e e x c a v a t i o n c a s e o f Y a j u l e m a n s i o n a n d u s i ng th e n u m e ri c a l a n a l y s i s m e t h o d,t h i s p a p e r d i s c u s s e s t h ee f f e c t o f a d o p t e dm e a s u r e m e n t s o f s o i l i m p r o v e m e n t,u p l i f t p i l e,r e d u c t i o no f t h e e x c a v a t i o na r e a a t t h e s a m et i m e a n d s h o r t e n t h e e x p o s e d t i m e t o d e c r e a s e t h e d e f o r m a t i o no f t u n n e l.T h e r e s u l t s f r o mt h e c a l c u-l a t i o ns h o wt h a t t h e a d o p t e dm e a s u r e m e n t s a r e e f f e c t i v ea n dt h e c a l c u l a t e dt u n n e l d e f o r m a t i o ni s c o n s i s t e n t w i t ht h ef i e l d m e a s u r e m e n t s,t h e r e b y p r o v i ng th a t t h e s e a d o p t e dm e a s u r e m e n t s c a n s e r v e a s r e f e r e n c e f o r si m i l a r p r oj e c t s.K e y w o r d s:d e e pe x c a v a t i o n;u n l o a d i n g;r e b o u n d;m e t r o t u n n e l;n u m e r i c a l a n a l y s i s1 引言近年来,上海轨道交通建设快速发展,运营线路已超过230k m,大大方便了市民出行。
4. 隧道开挖后的位移动态与隧道变形控制措施4.1 隧道开挖后的位移动态隧道开挖后可能引起的位移或变形主要包括：拱顶下沉、隧道两侧拱腰向隧道方向的水平位移、地表沉降与开裂、支护开裂、土体塌落和钢拱架变形等等。
隧道开挖引起围岩的变形破坏通常是从洞室周边开始的，而后逐步向围岩内部发展。
围岩变形破坏的形式和特点，除与岩体内的初始应力状态、开挖断面形态以及开挖工法有关外，主要取决于围岩的岩性与结构。
坚硬块状围岩的变形破坏形式主要有岩爆、脆性开裂及块体滑移；层状岩体的变形破坏形式主要有沿层面张裂、折断塌落、弯曲内鼓等；碎裂岩体的变形破坏形式常表现为崩塌和滑动；松软岩体与土质隧道的变形破坏形式以拱形冒落为主。
隧道开挖引起的地层位移动态主要可以分为以下几个阶段：1）隧道开挖阶段隧道开挖破坏了地层的原始应力平衡状态，隧道周边的地层应力将会由水平方向与竖直方向的主应力，转化为隧道径向与法向的主应力，大小主应力方向将会发生变化，同时还将伴随着地层剪切应力的出现。
隧道开挖后，周边地层将会临时处于无支护的临空状态，隧道周边地层将出现向隧道方向位移的趋势（拱顶下沉与周边收敛变形），如果在隧道开挖断面范围内存在地质破碎带或地层断面，甚至可能引起地层的坍塌。
但由于此阶段时间相对较短，相应的地层位移可能并不明显，尤其是在地层条件较好的情况下。
2）施加初期支护阶段隧道开挖后，应在尽可能短的时间内施加初期支护，并尽早施作仰拱，将初期支护封闭成环，达到“强支护”的目的。
目前的暗挖隧道都采用新奥法施工理念，新奥法的核心思想就是要充分利用围岩的自承能力，围岩压力主要由钢拱架、钢筋网与喷射混凝土组成的初期支护承担，围岩压力与初期支护反力之间的相互作用将会使它们达到变形协调、共同受力的目的，并最终趋于稳定。
①对于浅埋隧道，一般认为隧道上方地层无法形成自然塌落拱，同时拱腰侧土压力相对较小，隧道开挖并施加初期支护后的地层位移主要集中在拱肩与拱顶部位，地层位移将从隧道上方开始，逐步向地表延伸。
建筑物开挖施工对既有下穿地铁盾构隧道影响分析摘要：近年来，我国城市地铁建设发展迅速，依托地铁沿线的商业开发日趋密集，如何减小建筑物开挖施工工与地铁工程施工相互影响，对地铁盾构隧道后期运营安全至关重要。
本文针对地面建筑物开挖施工对地铁盾构隧道的影响进行数值模拟分析，并根据数值计算结果提出了相应处理措施。
关键词：地铁工程；商业开发；盾构隧道；数值模拟；处理措施中图分类号：u45 文献标识码：a 文章编号：随着我国经济飞速发展，兴建地铁的城市越来越多，伴随地铁沿线商业开发相应增加，工程建设所面临的周边环境愈发复杂。
地铁工程施工时既需对在建建筑物进行保护，同时又要考虑建筑物施工对地铁工程的影响，研究地铁盾构隧道施工与上方在建建筑物开挖施工相互影响十分必要。
本文结合华东某城市商业开发地块建筑物开挖施工对既有下穿地铁盾构隧道的情况建立二维数值模型进行了数值分析，并根据计算结果提出了相应处理措施。
1、工程概况1.1 区间隧道与建筑物相互关系区间隧道工程采用盾构法施工。
隧道内径5500mm，衬砌厚度350mm。
隧道上方商业开发建筑物为地上3层、地下2层框架结构，筏板基础，基坑开挖深度约10m，考虑到建筑物施工时对地铁影响，在区间隧道周边布置3排抗拔桩，桩长原设计为35m。
建筑物位于地铁正上方，其中1、2号楼基础底距隧道顶约5.6m。
因建设时序不同，区间盾构已经施工完成，商业开发地块工程尚处于施工准备阶段。
区间隧道与建筑物平面及1、2号楼纵断面关系图如图1所示。
图1 区间隧道与在建建筑物平面关系图1.2 工程地质区间隧道穿越建筑物段隧道上覆土层由上至下依次为①1杂填土、③1粘土、③2粉质粘土夹粉土、③3-1粉质粘土、③3粉土夹粉质粘土和⑥1-1粉质粘土层，隧道穿越土层主要为⑥1粘土层，隧道下卧土层主要为⑥2-1粉质粘土夹粉土层。
各土层物理力学指标见表1。
表1各土层主要物理力学指标综合建议值2、地铁隧道及轨道变形控制标准2.1 地铁隧道变形控制标准目前我国修建地铁较早的城市，如北京、上海、广州等在相关的建设项目中，针对具体的工程项目，提出过具体的保护要求。
基坑开挖引起支护结构变形的有限元法与弹性解析法分析结果的对比研究发布时间：2022-12-23T05:10:54.633Z 来源：《科学与技术》2022年16期8月作者：贾新志[导读] 伴随着我国城市化进程的不断发展，城市地下空间得到大规模开发，贾新志中铁十五局集团二公司，上海青浦[摘要] 伴随着我国城市化进程的不断发展，城市地下空间得到大规模开发，基坑工程也朝着更大更深的方向发展。
处于人口密度大、建构筑物密集的中心城区的基坑工程，周边环境限制对基坑支护结构的变形控制提出了极高的要求。
本论文针对当前基坑工程支护结构设计中常采用的计算方法，分别采用弹性地基梁和三维有限元分析两种计算方法对基坑支护桩体侧向位移进行预测，通过与现场实测数据比对，对两种方法计算得到的桩体侧向位移进行对比研究。
研究表明，弹性地基梁方法概念清晰，参数较少易确定，但是无法考虑墙体位移较大时土体产生的塑性变形；有限元数值模拟涉及参数较多，能够能更加真实的反应土-结构相互作用，对墙体侧向位移预测更接近实测值。
[关键词] 基坑工程；支护结构；钻孔灌注桩；有限元分析Comparison of Analytical and Numerical Methods on Excavation Induced Deflection of Retaining StructureAbstract: As the progress of urbanisation across main land China, the underground space has been developed and utilized extensively. The pit excavation for construction is becoming deeper and larger. Especially for the urban areas with large density of population and buildings, the excavation induced ground displacement is strictly limited. In this paper, two popular design methods for the calculation of braced excavation, namely elastic cantilever based analytical method and finite element numerical method, are compared in terms of prediction accuracy of the wall deflection of an excavation project. It is found that the elastic cantilever based analytical method less predicted the cantilever deflection, since it ignores the plastic deformation within soils. The numerical predictions using finite element method show good agreement to the measurement data.Key words: Braced Excavation; Finite Element Analysis; Analytical Solutions0引言[]基坑工程是岩土工程领域古老而又随时代发展不断更新的课题。
基坑开挖对邻近既有地铁区间隧道影响分析发布时间：2022-09-08T01:51:29.157Z 来源：《工程管理前沿》2022年9期5月作者：杨励[导读] 随着城市轨道交通系统的发展完善，地铁在各大城市中已逐渐成为最重要的公共交通工具，杨励中国铁路设计集团有限公司天津 300308摘要：随着城市轨道交通系统的发展完善，地铁在各大城市中已逐渐成为最重要的公共交通工具，邻近既有地铁结构建设的基坑工程也逐渐增多。
此类基坑支护设计和施工最关注的问题，即为基坑的施工过程对邻近既有地铁车站结构或区间隧道的影响。
基坑开挖产生的卸载作用会对既有地铁结构覆土的应力状态产生一定影响，从而引起相应的结构内力和变形变化，可能会对其正常使用和安全运行产生一定影响。
本文以天津地铁6号线尖山路站~黑牛城道站区间隧道上方地铁8号线智慧工地项目基坑工程建设为背景,采用三维有限元软件进行模拟分析，研究了无支护条件下浅基坑开挖对邻近地铁隧道受力及变形的影响，为类似工程的基坑设计和施工方案优化提供参考和建议。
关键词：基坑开挖；既有地铁；区间隧道；有限元；1、引言随着中国城镇化进程加快,轨道交通工程的规划和建设也加速发展，城市交通系统逐步完善，地下空间的开发强度也逐渐增大,这时各类建筑基坑工程的开挖难以避免的会遇到邻近既有地铁结构的情况，如何在基坑近距离开挖条件下保障地铁的安全运营是一个值得研究的重要课题。
由于每种基坑开挖及支护方式均有一定的适用范围，基坑施工过程与周围环境高度耦合，故近年来在基坑工程的设计与施工过程中，更加注重支护结构形式的选择及刚度与变形的匹配性，支护结构不仅要满足自身的刚度需要，更要严格控制周边变形、土方开挖和支护的方式、关注基坑降水对周围土层的破坏以及建筑物和地下构筑物的变形和安全性能影响。
本文以天津地铁6号线尖山路站~黑牛城道站区间隧道上方地铁8号线智慧工地项目基坑工程建设为背景,使用大型三维有限元软件MIDAS GTS NX建立实体模型，模拟基坑开挖对邻近既有地铁区间隧道的影响，得出基坑开挖过程及开挖完成后区间隧道的变形、受力等数值，为类似工程的基坑设计和施工方案优化提供参考和建议。
建筑深基坑开挖中的变形及预控措施探究【摘要】本文在分析建筑深基坑变形机理及影响因素的基础上，从六大方面重点阐述了基坑变形的控制措施，并简要提出针对变形异常的技术处理，以有效保证深基坑的稳定性及安全性。
【关键词】深基坑；变形；控制所谓“深基坑”，是指为进行建筑物（包括构筑物）基础与地下室的施工而开挖的地面以下的空间，其开挖深度一般≥7m。
当前，随着我国高层建筑的如火如荼，建筑向高空及地下发展的趋势越发普遍，因而深基坑开挖深度越来越深。
深基坑在开挖过程中，支护结构变形、基坑周围土体变形不可避免，这些变形若超过环境允许的范围，就会引发安全事故，并给周围环境带来危害，因此，研究深基坑的变形并提出相关的变形控制措施，意义重大。
1.基坑变形机理基坑变形主要表现为三大方面，即支护结构变形、坑底隆起及基坑周围地层位移。
由于在开挖基坑时，围护墙内侧原有土压力被卸去，而基坑外侧受主动土压力作用，开挖面下墙体内侧则受全部或部分被动土压力作用，因此往往造成围护墙体产生水平向变形及位移。
支护墙的变形及位移又引发了墙体主动土压力区及被动土压力区的土体的位移，墙外侧发生地层损失而引起地表沉降，而且增大了墙外侧塑性区，因而造成墙外土体向坑内的移动增加及相应的坑内隆起，墙体位移又引发了周围地层的移动。
当基坑开挖较深且基坑内土质软弱时，基坑周围土体塑性区范围及塑性流动都很大，土体由围护墙外围向坑内及坑底移动，从而引发围护墙后地表的开裂及沉降。
2.基坑变形的主要影响因素分析影响深基坑变形的因素较多，较大的因素主要有地质水文因素、设计因素及施工因素，具体如下：（1）地质因素。
土体的物理力学性质（如弹性模量、粘聚力、内摩擦角、泊松比、容重、触变性和流变性等）及水环境特性（如水位的高度及升降变化规律，土层的竖向和水平渗透系数，潜水、承压水的水质水压及水流流速、流向等）均会对基坑变形造成影响，因此在基坑设计施工前做好勘察测验，以掌握基坑所在区域的地质、水文、气候等条件尤为重要。
