分析城市隧道开挖对邻近地下管线的影响

分析城市隧道开挖对邻近地下管线的影响
匡希龙;马涛
【期刊名称】《路基工程》
【年(卷),期】2007(000)004
【摘要】利用DLFEA-TPR程序进行计算、分析城市隧道开挖对邻近地下管线的影响因素,可为隧道施工类似条件下对管线影响的评价提供参考.
【总页数】2页(P55-56)
【作者】匡希龙;马涛
【作者单位】长沙理工大学,湖南长沙,410076;湖南交通职业技术学院;铁道第四勘察设计院
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.电缆隧道开挖引起邻近地下管线位移分析 [J], 于磊;宋玉香;刘勇;齐键旭
2.邻近矿洞对隧道开挖影响的数值模拟分析 [J], 魏华; 赵晓全; 王海军; 高华国
3.新建隧道开挖对邻近现状隧道的影响分析 [J], 周贵兵
4.地铁盾构隧道开挖对邻近立交桥桩基影响分析 [J], 吕文龙;王嘉豪
5.隧道开挖对地下管线的影响分析 [J], 毕继红;刘伟;江志峰
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盾构隧道开挖对既有地下管线的影响分析摘要：地铁隧道施工不可避免会对着周围环境产生一定影响，特别是当周围存在地下管线时，时常导致安全事故的发生。

本文以天津某地铁区间工程为背景，运用FLAC3D数值仿真软件建立了管线-土体-隧道相互作用的三维模型，结合现场监测数据，研究分析了隧道开挖对既有地下管线的位移以及内力的影响规律。

结果表明，水平管线竖向位移沿轴向不断增大，在管线远端达到最大；正交管线竖向位移在管线中心处达到最大沉降；平行管线变形以翘曲性状为主，正交管线变形以挠曲性状为主。

研究结果可为类似工程提供参考。

关键词：盾构隧道；数值模拟；地下管线；竖向位移；挠曲与翘曲变形1. 引言近年来，城市化进程不断加快，一二线城市人口密集度显著提高，交通堵塞成为制约区域经济发展的严重阻碍，因此大力发展城市地铁交通势在必行。

地铁修建大多数采用盾构法施工，不可避免会对沿线周边建构物产生一定影响，特别是下穿地下管线时，容易引起地层损失导致管线等结构失稳等灾害，造成巨大经济损失，甚至危及施工人员的生命，产生严重的社会影响，因此研究地铁隧道施工引起的管线变形规律具有重要的现实意义和深远的理论意义。

盾构隧道施工对地下管线影响主要包括管线的位移变形和管线的受力性状，即便是位移较小也可能会导致附加应力超过其破坏强度，管线发生挠曲或者翘曲变形破坏。

国内外学者对隧道开挖对地下管线的变形影响已经在做出许多研究，取得成果颇多。

O’Rourke[1-2]根据隧道施工导致的地层变形模式，给出了柔性管线的破坏形式，采用弹簧-滑块模拟了管土相互作用模型。

Attewell[3]基于弹性地基梁模型探究了隧道开挖对管线的影响，根据管线与隧道施工方向相对位置的不同以及管线直径大小的不同分别计算了管道的接头转角、拉压作用以及弯曲应力，较系统地给出了管线设计方法。

刘建航[4]提出了地下管线的经典计算微分方程，采用假定管线位移曲线方程方法，得出管线位移的公式。

《地铁换乘站隧道浅埋暗挖对周边环境影响分析》篇一一、引言随着城市化进程的加速，地铁交通成为城市发展的标志性建设。

地铁换乘站的建设是地铁系统的重要一环，而隧道施工的方法多种多样，其中浅埋暗挖法因其不扰民、减少地表破坏等优点被广泛采用。

然而，这种施工方法对周边环境的影响不容忽视。

本文以地铁换乘站隧道浅埋暗挖为研究对象，深入分析其对周边环境的影响，并提出相应的应对措施。

二、浅埋暗挖法施工概述浅埋暗挖法是一种在地下进行隧道挖掘的施工技术，其特点是在地表以下进行作业，不破坏或减少对地表的干扰。

在地铁换乘站的建设中，浅埋暗挖法常用于站台隧道及连接通道的施工。

其优势在于对地面交通的影响较小，但对周边环境的影响需要进行详细的分析和评估。

三、对周边环境的影响分析（一）地质环境影响浅埋暗挖法施工过程中，对地质环境的改变是不可避免的。

挖掘过程中可能造成土体扰动、地层沉降等问题，特别是对于地质条件较为复杂的地区，可能会引发地层变形、塌方等风险。

这些变化可能对周边建筑物的稳定性和地下管线安全造成潜在威胁。

（二）地表环境影响施工期间，地表可能会出现裂缝、沉降等现象，特别是在人行道、路面等处，容易对行人安全及交通通行造成影响。

此外，噪音、粉尘等施工污染也会对周边居民的生活环境造成一定影响。

（三）建筑物及地下管线影响隧道挖掘过程中可能对周边建筑物产生一定的应力作用，若建筑物结构较弱或地基处理不当，可能造成建筑物的开裂或损坏。

同时，地下管线的位置和走向与隧道走向存在一定关联性，施工中应充分考虑其影响并采取保护措施，以防止因施工造成的水、电、煤气等中断或泄露事故。

四、应对措施与建议（一）强化地质勘探与监测在施工前应进行详细的地质勘探，充分了解施工区域的地质条件及风险点。

施工过程中应加强地质监测，及时发现并处理地质变化带来的问题。

（二）优化施工方案根据地质条件和周边环境特点，制定合理的施工方案和作业计划。

采用先进的施工技术和设备，减少对环境的破坏和影响。

城市隧道施工对周边建筑物和地下管网的影响评估研究随着城市的不断发展和人口的增加，城市交通成为一个日益紧迫的问题。

为了缓解交通拥堵，许多城市开始选择修建隧道来提高交通效率。

然而，城市隧道施工所带来的影响不仅仅是交通改善，也会对周边建筑物和地下管网产生一定的影响。

因此，评估城市隧道施工对周边建筑物和地下管网的影响至关重要。

本文将对城市隧道施工对周边建筑物和地下管网的影响进行评估研究。

首先，城市隧道施工对周边建筑物的影响需要进行评估。

隧道施工可能引起地震波、振动、土体位移等地面工程效应，这些效应会对周边建筑物产生不同程度的影响。

评估隧道施工对建筑物的影响要考虑到建筑物的结构、土地利用性质和附近地质条件等因素。

对于高层建筑物来说，地震波和振动可能对其结构的稳定性造成影响；对于低层建筑物来说，土体位移可能导致建筑物的基础不稳定。

因此，在隧道施工前，需要对周边建筑物进行全面的结构评估和地质勘察，以评估隧道施工对建筑物的影响。

其次，城市隧道施工对地下管网的影响也需要进行评估。

地下管网包括给水管网、排水管网、天然气管网等，它们与城市的正常运行密不可分。

隧道施工可能导致施工区域地下管网的破坏、漏水和管线错位等问题。

为了评估隧道施工对地下管网的影响，需要了解管网的布局、管道材料、管道年限等信息，并利用相关工程技术手段进行评估。

同时，隧道施工需要与相关部门进行密切合作，及时调整管网布局，确保城市正常的供水、排水和供气等基础设施的运行。

在评估城市隧道施工对周边建筑物和地下管网的影响时，还需要考虑环境保护因素。

隧道施工会产生大量的噪音、粉尘、废水等污染物，对周边环境和空气质量产生一定的影响。

因此，在隧道施工过程中，需要采取相应的措施来减少环境污染，如喷淋降尘、噪音隔离等措施。

同时，施工单位还需要按照相关环保法规，配备必要的环保设施，确保施工过程对环境的最小影响。

为了更准确地评估城市隧道施工对周边建筑物和地下管网的影响，我们还可以借助建筑信息模型（BIM）技术。

地铁浅埋暗挖法施工对邻近管线的影响与控制一、本文概述随着城市建设的快速发展，地铁作为城市交通的重要组成部分，其建设规模和速度日益加快。

地铁施工中，浅埋暗挖法因其灵活性和对周围环境影响较小的特点，被广泛应用于地铁隧道的建设中。

然而，地铁浅埋暗挖法施工过程中，不可避免地会对邻近的地下管线产生影响，这些管线包括水管、电缆、燃气管道等，它们承载着城市运行的生命线，一旦受损，将给城市居民的生活带来极大的不便，甚至可能引发安全事故。

因此，研究地铁浅埋暗挖法施工对邻近管线的影响，并探索有效的控制措施，对于保障城市地下管线的安全、保障城市建设的顺利进行具有十分重要的意义。

本文旨在通过理论分析、现场监测和数值模拟等手段，系统研究地铁浅埋暗挖法施工对邻近管线的影响规律，提出有效的控制措施和方法，为地铁施工中邻近管线的保护提供理论依据和技术支持。

本文首先将对地铁浅埋暗挖法施工的基本原理和特点进行介绍，然后分析施工过程中对邻近管线产生影响的因素和机理。

接着，通过现场监测和数值模拟，对地铁浅埋暗挖法施工对邻近管线的影响进行定量评估。

在此基础上，探讨不同施工参数对管线影响的敏感性，并提出相应的控制措施和方法。

通过工程实例验证所提控制措施的有效性，为地铁浅埋暗挖法施工中邻近管线的保护提供实践指导。

二、地铁浅埋暗挖法施工对邻近管线的影响分析地铁浅埋暗挖法施工对邻近管线的影响是多方面的，涉及到管线的安全、稳定和正常运行。

在浅埋暗挖法施工过程中，由于挖掘作业引起的土壤扰动、地层应力重分布以及地下水位的变动等因素，都可能对邻近管线产生不利影响。

土壤扰动可能导致管线周围的土壤支撑力减弱，增加了管线受到外部荷载时的变形风险。

特别是在管线与地铁隧道距离较近的情况下，土壤扰动的影响更为明显。

地层应力重分布也可能导致管线受到挤压或拉伸作用，从而引发管线变形或破坏。

地下水位的变动对邻近管线的影响不容忽视。

在浅埋暗挖法施工过程中，由于地下水的抽排和注浆作业，可能导致地下水位发生变化。

暗挖隧道施工对地下管线的影响暗挖隧道施工对地下管线的影响摘要：城市隧道施工必然会对地下管线产生影响。

为了确保地下管线的安全，必须对近邻施工的地下管线受力产生的变形进行预测。

本文是从地下管线的埋深、地下管线的材质和地下管线与隧道之间的距离方面，对暗挖隧道施工对地下管线的影响进行分析。

关键字：地下管线隧道施工在繁华的市区修建地下工程不可避免的对周围环境产生很大的影响，严重时则会导致地下管线变形过大而破坏，这会对日常的居民生活、生产造成很大的影响。

这一切往往与隧道施工前没有对所发生的潜在问题做一个合理的预测有关。

城市地下隧道施工对邻近管线的影响是隧道工程中的重点和难点，解决这个问题的关键是在施工前能准确的预测管线的受力和变形，然后综合考虑管线的使用功能、材质、接头形式等多方面的因素，借助已有的控制标准对管线的安全性做出评价，定性的掌握隧道施工对管线的影响程度，以便在施工中做出比较合理的技术决策和应变措施。

一、地下管线介绍地下管线是城市的“生命线”，是城市经济、社会发展的重要支撑，是城市赖以生存和发展的物质基础。

我国城市地下管线包括供水、排水、热力、供电、通信、消防等30多种，构成了城市经济社会发展的保障系统。

城市地下管线肩负着城市给水、排水、供气、供电、通讯等重要工作。

近年来，随着我国经济社会快速发展，城市化步伐加快和城市功能的拓展，地下管线在城市建设和发展中发挥着越来越重要得作用。

二、隧道开挖引起的管线变形机理分析和管线控制标准1、隧道开挖引起的管线变形机理分析隧道与地下管线的相互作用包括地下管线对土体的锚固作用和土体对地下管线的反作用两个方面。

首先，在隧道开挖完成后，支护结构形成强度前的间隔时间段内，隧道处于一种临空状态，隧道开挖引起隧道周围一定范围内土体应力的变化，在应力调整的过程中，引起隧道周围土体的变形或破坏，随着隧道开挖其影响逐渐扩大。

土体的变形是自下而上的，当土体变形传递到地下管线处，隧道施工引起的土体变形会在地下管线中产生附加应力和弯矩，进而引起地下管线变形。

城市隧道（主要是地铁工程及各类市政地下工程）施工往往处于建筑物、道路和地下管线等设施的密集区，从而导致城市隧道建设中各种工程环境公害问题日益突出。

因而在城市隧道施工中，必须保证施工对于已有的设施所造成的影响危害在允许的范围内。

特别是各种地下管线由于种类繁多，管线材质、接头类型及初始应力各异，加之分属部门不同，执行保护标准有差异，更加大了隧道施工中管线保护的难度。

作为城市环境保护的一个新兴课题，许多国内外学者都对城市地下施工对邻近管线的影响研究作了很多工作，得出许多有意义的结论，为科学评价城市隧道施工对邻近管线的影响提供了一定的理论基础。

本文综述了城市隧道施工对邻近管线影响的研究现状及进展并对进一步研究重点提出看法。

2、国内外研究现状2.1地下管线初始应力城市隧道开挖之前地下管线就承受的应力称为管线的初始应力[1]，它是由管道内部工作压力、上覆土压力、动静荷载、安装应力、先期地层运动及环境影响等因素共同作用的结果。

一般说来，管线安装垫层没有充分压实或由于其他原因导致不均匀沉降，管线就会出现管段应力增加或接头转角增大现象；管道内外压力不同会导致管段产生环向应力；上覆土压力与动静荷载的作用会使管段横断面趋于椭圆，同时伴随管段应力的改变；同样，管线埋置土层的不同也会导致管身不同的应力状态：比如，管线埋置于温差较大的土层就会使管身产生应变，而管线周围土体湿度的变化也会引起管身的腐蚀从而降低管线的强度。

Taki 与O Rourke 分析了作用在铸铁管上的内部压力、温度应力、重复荷载及安装应力，计算了低压管在综合作用下拉应力与弯曲应变的典型值，认为作用在管线上的初始应力大致为管线纵向弯曲应变0.02 %〜0.04 %时对应的应力值[2]。

美国犹他州立大学研究人员对螺旋肋钢管、低劲性加肋钢管、聚氯乙稀（PVC）管进行了应力、应变及应力松弛等试验，得出相应的结论[3] 。

国内学者对各类压力管进行了支座荷载、轴向应力等方面的研究工作，提出了初始应力计算的理论方法及相应的计算公式[4] 。

隧道盾构开挖对邻近管线的影响摘要：随着城市地铁建设的不断兴起，盾构法因其施工速度快、安全性高以及对地层扰动小等特点而得到广泛使用。

本文就盾构隧道侧穿临近建筑物施工手段与监测数据进行了对比分析，希望能够对今后的地铁盾构施工控制土层扰动，保证临近建筑物的安全有所帮助。

关键词：隧道盾构开挖；邻近管线；影响在隧道施工中，盾构开挖往往会对邻近地下管线造成影响，而这些施工的影响问题就现今城市建设的发展趋势来看，不仅不可避免，而且在数量上会不断增加。

及时地对管线做好相应的保护措施，以保证地下管线的安全正常运行，显得尤为重要。

1数值模拟1.1基本假定为了模型计算的简便并能更好的分析其主要规律，计算中需要做如下假定：1）土体符合弹塑性材料特性，满足mohr-coulomb强度准则；2）管线为等直径，等壁厚，由于管线变形很小，本构关系按线弹性考虑；3）由于是对刚性管线进行分析，假定管节与管线接头刚度相同，同时为了简化计算，管线按无内压工况考虑。

1.2建立数值模型隧道地下管线在隧道轴线上方7550mm偏右1250mm处，管线与隧道平行；内径5.7m，衬砌采用装备是钢筋混凝土单层衬砌，厚0.3m，隧道中心埋深为15.85m，计算模型长宽高为50m，40m，25m，管线为方形混凝土排水管，壁厚0.1m，长宽高分别为50m，2m，1.8m，将隧道中心位置设为坐标原点，X轴与隧道轴线正交，Y轴为隧道轴向，地下管线与隧道管片选用Shell63单元来模拟，用Solid45单元来模拟土体，网格为自由划分网格。

2计算结果分析2.1数值模拟分析选取X=10m处管线上方土层沉降进行分析，管线的沉降规律接近于累计分布函数，在隧道开挖面前方10m和5m处，管线沉降为+1.95mm和+0.94mm，即有一定的上升隆起现象，这与实际开挖下地表沉降规律相吻合，最终沉降约为45.4mm，与现场实测数据最终沉降相差不大。

在本章下面的分析中，均采用1.2节模拟方法来分析各影响因素下的管线沉降，通过改变某一影响因素的值，对模型进行修改后再分析，得到各影响因素下管线的沉降变化规律。