基坑开挖对邻近地铁隧道的安全影响分析

基坑开挖对邻近地铁隧道的安全影响分析
发布时间：2022-09-12T02:26:05.661Z 来源：《城镇建设》2022年5卷8期作者：敖圣锋
[导读] 以广州地铁18号线万顷沙站~横沥站区间的某基坑为例，
敖圣锋
广东省重工建筑设计院有限公司，广东广州 510700
摘要：以广州地铁18号线万顷沙站~横沥站区间的某基坑为例，采用有限元建模方法，分析基坑开挖回填全过程施工对既有隧道的安全影响。

研究成果对地铁沿线的基坑设计、施工具有较好的借鉴和指导意义。

关键词：基坑开挖；地铁隧道；安全影响
0 引言
为了缓解日益加剧的交通压力，城市地下空间不断发展，许多城市地下分布着错综复杂的地铁线路，新建基坑邻近既有地铁盾构隧道的情况也愈发常见。

基坑开挖会对周边原状土体产生扰动，破坏原状土层的稳定性，进而改变邻近地铁盾构隧道的受力状态，从而产生变形，甚至影响地铁隧道的安全运营[1]。

针对这一情况，诸多学者展开研究并取得了一定成果：李顺群等人[2]通过小应变硬化模型进行模拟，研究了基坑开挖对周边土体及邻近隧道的影响；张浩等人[3]提出IGS小应变模型并验证了其在分析基坑开挖对邻近隧道影响中的可行性；张莎莎等人[4]通过有限元软件计算开挖过程中隧道的位移及纵向隆起变形，并与实测数据对比验证模拟的合理性。

鉴于此，本文以广州地铁18号线万顷沙站~横沥站区间的某基坑为例，利用有限元分析软件MIDAS GTS进行三维建模，分析基坑开挖回填全过程施工对既有地铁盾构隧道的安全影响，可为类似工程提供指导和借鉴。

1 工程概况
1.1基坑概况
基坑西侧紧邻广州地铁18号线万顷沙站~横沥站区间，共设置一层地下室，基坑周长约104.8，开挖深度约4.9m，采用“12m拉森Ⅳ型钢板桩+一道钢支撑”的支护方式，邻近隧道一侧（CD段和DA段）的钢板桩不拔除，基底采用?800@600搅拌桩坑内加固，桩长5m。

万顷沙站~横沥站区间采用盾构法作为主要的施工方法，管片外径为8500mm，管片厚度400mm。

3 结果分析
各工况计算结果如表2所示，可知既有盾构隧道最大竖向变形为1.53mm，发生在工况9，表现为隧道下沉；最大水平位移为1.39mm，发生在工况10，偏向基坑开挖侧。

基坑开挖回填全过程施工中，盾构隧道变形均满足规范要求。

4 结论建议
1）三维结果表明本项目基坑按设计方案进行施工，对轨道交通结构的影响在规范允许范围内，基坑开挖回填过程中盾构隧道是安全的。

2）基坑开挖回填过程中，土方开挖施工对既有隧道结构的影响最大，因此基坑土方开挖时要分层分段开挖，严禁超深超长开挖，并建立应急联动机制。

参考文献：
[1] 张晗，程兰婷，孙晓宇．基坑施工对邻近地铁隧道结构的影响研究[J]．市政技术，2021，39(10)：159-164
[2] 李顺群，马伟亮，叶茂松，等．基坑开挖对邻近既有隧道变形的影响[J]．济南大学学报(自然科学版)，2022，36(10)：252-260
[3] 张浩，张陈蓉，时振昊，等．基于IGS小应变模型的基坑开挖对隧道影响数值模拟[J]．岩土工程学报，2021，43(2)：72-75
[4] 张莎莎，苏焰花，樊林，等．基坑开挖对邻近既有盾构隧道的影响分析[J]．建筑科学与工程学报，2022，39(1)：135-142。