基坑支撑爆破震动对相邻地铁隧道的影响
基坑施工对邻近地铁运营隧道的影响及控制措施浅谈
基坑施工对邻近地铁运营隧道的影响及控制措施浅谈摘要：本文通过实际案例，对地铁运营隧道受外部施工出现裂缝的原因及裂缝后续控制措施进行分析总结，并提出意见和建议。
关键词：基坑；暗挖隧道；裂缝；原因分析；控制措施引言：随着中国城市化进程的加快和城市地铁的发展，地铁与周边环境关系越来越密切。
因地铁大多穿越城市繁华地段，地铁沿线项目的施工场地常常并不十分开阔，与地铁隧道的距离较短，很难避免对地铁隧道造成影响。
本文结合实际案例，对暗挖隧道受外部施工影响出现裂缝的原因和后续的裂缝控制措施进行分析总结。
一、工程概况某城中村改造项目位于城市中心地段，总建筑面积为491276平方米，设两层地下室。
项目基坑开挖面积约为29393平方米，基坑开挖深度为8.4米~14.7米。
基坑东侧紧邻正在运营的地铁线路，基坑围护结构外排桩外侧壁与地铁隧道结构外壁的最小距离仅5.8米。
因基坑离隧道结构边线距离很小，且该区段隧道结构对外力扰动极为敏感，如何确保施工过程中地铁隧道结构的安全成为该项目的重点工作。
该项目的基坑采用多种支护形式相结合，邻近地铁隧道基坑方案设六个支护区段（JK-1至JK-6）。
在基坑施工过程中，支护区段JK-1和JK-2对应的隧道区段出现3条结构裂缝。
这两个区段的支护方式分别为：支护区段JK-1基坑深度为12.6米，采用单排桩+三道混凝土内支撑的支护方式；支护区段JK-2基坑深度为10.2米，采用双排桩加压顶板连接的支护方式，并采用加内支撑中心岛和预留反压土台施工。
项目基坑与隧道位置关系及支护区段划分见下图1。
图1 项目基坑与隧道位置关系及基坑支护区段划分图二、裂缝情况出现的3条裂缝分别位于隧道10-11点、10-11点、12点钟方向，裂缝最大长度为6米，最大宽度为2毫米，3条裂缝均未出现渗漏水。
裂缝具体情况见表1：表1裂缝情况汇总表三、裂缝产生原因分析（一）出现裂缝区段的隧道情况1、水文地质情况该区段隧道地处丘前平原，地形平坦，地面建筑林立，上覆底四纪土层为杂填土，淤泥质粘土，零星透镜状中细砂层，花斑粘土及粉质粘土，残积粉质粘土；下伏基岩为大朗山三元里段泥质粉砂岩，粉砂岩，含砾砂岩，砾岩，地质构造简单，为单斜岩层，杂填土中富集地下水，其他地层地下水不发育，水质对混凝土无侵蚀性。
基坑工程施工对邻近地铁盾构隧道的影响分析
基坑工程施工对邻近地铁盾构隧道的影响分析摘要：基坑工程常造成既有地铁隧道的变形,甚至影响地铁的正常运营,因此如何控制临近地铁隧道的基坑工程的变形就越来越受到重视。
但基坑施工对地铁隧道的影响与多种因素有关。
文章结合实例分析了基坑施工对紧邻地铁盾构隧道的影响。
关键词：地铁；盾构；影响；计算1.数值模型采用荷载结构法和修正惯用法对盾构隧道受力进行计算。
修正惯用法的基本思路为:将接头部分弯曲刚度的降低评价为环整体弯曲刚度的降低，管片是具有ηEI弯曲刚度的均匀环。
进一步考虑到搭接位置的接头部分弯矩分配，再根据ηEI 均匀弯曲刚度环计算出来的截面内力分析, 对弯矩考虑一个增减系数ε, 设(1+ε)M为主截面弯矩设计值, (1-ε) M为接头弯矩设计值。
本文取弯曲刚度有效率η=0.8,弯矩提高率ε=0.3。
广州地铁一号线黄沙站--长寿路站地铁区间隧道管片外直径6000 mm, 内直径5400 mm, 厚300 mm, 环宽1200mm。
盾构管片拼接块为6块,标准块圆心角72°,两邻接块圆心角64.5°,封顶块圆心角15°,横向接头为2处, 纵向接头11处, 纵向连接曲螺栓强度为M24。
根据管片结构参数,建立盾构隧道结构计算模型, 如图1。
图1 盾构隧道结构计算模型以广州地铁黄沙车站上盖地铁物业商住发展项目为研究背景, 对几种影响因素不同组合工况下的盾构隧道受力进行计算分析。
该工程场地地层从上往下依次为杂填土、砂土和强风化粉砂岩, 地下水主要为赋存于砂层中的孔隙水,属潜水性质, 地下水位埋深约为2m。
区间隧道顶部离地表为7m。
表1为各层土质厚度及其力学计算参数。
表1 地层力学计算参数隧道外壁采用全周弹簧约束考虑周边地层弹性抗力。
计算时,考虑了周边土弹簧抗压不抗拉的力学特性,即土弹簧受压时, 弹簧产生弹性抗力,土弹簧受拉时,弹簧不产生弹性抗力,退出工作状态。
土弹簧的基床系数一般可根据土的标准贯入击数, 采用经验公式进行计算; 或依据砂土的密实度, 根据经验查表。
基坑支撑爆破震动对相邻地铁隧道的影响
Ｖ ｂ ａｉｎｉｆ ｅ ｃ ｎ ａ ｊｃｎ ｕ ｗ ｙｔｎ ｅ ｅ ｃ ｅ ｙ ｉｒ ｔ ｌ ｎ ｅｏ ｄ ｅ ｔ ｂ ａ ｎ ｌ ｘｉ ｄｂ ｏ ｎｕ ａ ｓ ｕ ｔ
ｂ ａ ｔｎ ｆｂ ａ ｅ ｓ ｓｅ ｏ ｏ ｄ ｔｏ ｔ ｌ ｓｉ ｇ ｏ ｒ ｃ ｙ ｔ ｍ ｆｆ ｕｎ ａ ｉ ｎ ｐｉ
后， 围岩越稳 定 ， 滞后 时 间越 长 ； 爆破 载荷 卸载后 ， 隧道产 生的 自由振 动 与 围岩 类 型有 关 ， 围岩越 稳
定 衰减得越 快．
关键 词 ：地铁 ；隧道 ；支撑爆破 ； 动控制 ； 力有 限元 法 ； Ｂ Ｑ Ｓ 振 动 Ａ Ａ Ｕ
中图分类号 ： ４ １Ｔ １ ３ Ｏ ４ ．２ Ｕ ５ ；Ｂ ２ ； ２ １８ 文献标 志码 ： Ａ
ｏ ｏ ｎ ａ ｉｎ ｐｉ，ａ ｂａ ｔ ｇ ｍｏ ｅ ｓ ｅ ｔｂ ｉｈ ｄ ｂ ｙ ａ ｃ ｆｎ ｔ ｌｍｅ ｔｍｅｈ ｄ，ｗｈｉｈ ｉ ｃｕ ｅ ｈ ｆｆｕ ｄ ｔ ｔ ｌ ｓｉ ｄ ｌｉ ｓａ ｌｓ ｅ ｙ ｄ ｎ ｍｉ ｉｅ ｅ ｅ ｎ ｔ ｏ ｏ ｎ ｉ ｃ ｎ ｌ ｄ ｓｔ ｅ
坑 支撑爆破 拆 除产 生的振动 对 隧道衬 砌迎爆 面的 边墙影 响 最 大 ； 隧道 衬砌 的振 速 随着 间距 的增 大 而减 小 ； 围岩振 动速度 与基坑 和 隧道 之 间的距 离呈非 线性 关 系， 围岩 类型 和爆 破 条件 有 关 ； 与 围岩 稳定性 对振动 波 的阻尼效应 明显 ； 角形爆破 载荷 达到峰值 时， 三 隧道响应 达到峰 值 的时 间有一定滞
第１ ７卷 第 ４期
２０ ０ ８年 １ ２月
计 算 机 辅 助 工 程
Ｃｏ ｍｐｕｅ ｄ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎｇ ｔｒ４ ．
基坑开挖对邻近地铁隧道的影响分析与风险评估报告
基坑开挖对邻近地铁隧道的影响分析与风险评估报告一、引言随着城市的发展和人口的增加，地铁交通成为现代都市中重要的交通方式。
然而，在地铁线路建设过程中，基坑开挖不可避免地会对邻近地铁隧道产生一定的影响。
本报告旨在对基坑开挖对邻近地铁隧道的影响进行系统的分析与风险评估。
二、基坑开挖对地铁隧道的影响2.1 振动影响基坑开挖过程中产生的振动是对地铁隧道最直接且重要的影响因素之一。
振动会引起地下结构物的位移和应力变化，进而可能导致地铁隧道的破坏。
振动对地铁隧道的影响程度与基坑与地铁隧道之间的距离、振动频率、振动幅度等因素有关。
2.2 土体沉降基坑开挖时，地下土体会发生不同程度的沉降。
土体沉降可能导致地铁隧道的沉降，进而引起地铁轨道的位移或破损。
土体沉降对地铁隧道的影响与基坑开挖的深度、土体的力学性质和地质条件等因素密切相关。
2.3 渗流影响基坑开挖过程中，地下水流的渗透性增加，可能导致地下水位的变化和水压力的增大。
渗流的变化可能引起隧道周围土体的液化或软化，从而对地铁隧道产生不利影响。
渗流影响的严重程度取决于基坑开挖的深度、土壤水分含量和周边地下水水位等因素。
三、风险评估3.1 风险识别通过对基坑开挖对地铁隧道可能产生的影响进行分析，可以识别出具体的风险点。
例如，位于基坑及地铁隧道之间且距离较近的地铁隧道段存在较大的振动风险；基坑开挖深度较大的区域存在较大的土体沉降风险等。
3.2 风险评估针对风险点，进行定量或定性的风险评估。
风险评估的目的是评估基坑开挖可能对地铁隧道造成的损失概率和损失程度。
通过分析振动、土体沉降和渗流等因素的影响程度，并结合概率统计方法，可对风险进行较为准确的评估。
3.3 风险控制针对评估结果，提出相应的风险控制措施。
例如，在基坑开挖过程中采取振动监测与控制措施，通过合理的施工工艺和振动隔离措施，减小振动对地铁隧道的影响；在土体沉降较大的区域采取适当的加固措施，以确保地铁隧道的稳定。
四、结论基坑开挖对邻近地铁隧道的影响是一个复杂而多变的问题。
隧道爆破施工对邻近既有隧道振动影响的研究
隧道爆破施工对邻近既有隧道振动影响的研究摘要：结合大连某地隧道爆破施工工程,采用迈达斯动力数值模拟方法及经验公式,研究钻爆法施工产生的振动对既有铁路隧道的影响。
通过数值模拟探讨了经验公式的可靠性，结果表明数值模拟与经验公式所得规律有较好的一致性,且经验公式更保守，证明了采用经验公式研究隧道工程爆破振动影响的可行性和正确性。
引言随着我国地铁隧道建设的高速发展,出现了越来越多的新建隧道靠近既有建物、小净距平行隧道、上下交叉隧道等形式的地下近接工程[1]。
在采用钻爆法施工的近接隧道工程中,要求在新建隧道临近既有隧道施工时,除了要保证新建隧道的工程质量和进度外,还必须减少或消除对既有隧道的影响,确保施工区周围人员和既有隧道的安全。
目前,对靠近既有建筑物和小净距隧道等近接工程的爆破振动问题已有研究[2-6],但对爆破引起震动的经验公式与数值模拟之间误差的研究较少，因此,本文结合大连某地隧道工程,采用数值模拟和经验公式对比方法对爆破荷载作用下的振动响应进行研究。
工程概况该两条隧道直径均为7.6m，两条并行。
衬砌C20混凝土厚度55 cm。
引水隧洞与铁路隧道净距小于2D，隧道间距10m。
隧道在地下27m处。
另一隧洞的爆破施工对铁路主干线上处于运营中隧道的动力影响及对策是亟需解决的问题。
根据隧道设计参数和工程地质资料，建立数值模型。
模型主要包括岩层单元、衬砌单元。
通常网格尺寸应小于输入波动卓越频率下波长的1/10～1/8。
模型中地层具有最低的剪切波速Cs=186m/s, 输入地震动的最大频率为5Hz。
因此，单元最大尺寸应该为3.78～4.60 m。
模型中单元最大尺寸为2 m,故满足数值模拟的单元尺寸要求。
模型宽100米，高为130米，采用平面应变假设。
岩层材料性质采用弹塑性本构关系，屈服条件满足 Mohr-Coulomb 屈服准则，相关参数按照地质勘察报告取值如表1所示。
2.6吨TNT情况下，模拟结果显示隧道右壁即检测点2、6的响应最大，达到17.6cm/s, 符合安全要求，小于经验公式的计算结果。
基坑施工对邻近运营地铁结构的影响分析
基坑施工对邻近运营地铁结构的影响分析摘要：本文通过对基坑施工对邻近运营地铁结构的影响进行分析，总结了影响因素和控制措施。
结果表明，基坑施工对地铁结构的影响主要包括地震效应、地表沉降和振动等。
为减小这些影响，需要采取合理的施工技术和控制措施，以确保地铁的正常运营和安全性。
关键词：基坑施工；邻近运营；地铁结构；影响一、基坑施工对地铁结构的影响因素1、振动影响基坑施工所产生的振动可能对邻近地铁结构造成影响。
振动是由基坑开挖、爆破、振动设备等引起的，传播到地铁结构时可能引起结构的共振或破坏。
振动的影响因素包括基坑施工方式、振动源的性质和距离、地质条件等。
振动的传播途径主要有土体传播、建筑物传播和地铁结构传播。
土体的传播是振动在土体中传播的过程，其传播路径和速度与土壤的特性有关。
建筑物的传播是指振动通过地表和建筑物传播到地铁结构，建筑物的结构特性将影响振动的传播路径和能量衰减。
地铁结构的传播是指振动通过地铁结构传播到其他地铁结构或周围环境。
2、土体变形基坑开挖过程中土体的沉降、侧向位移等可能对地铁结构的稳定性造成影响。
基坑开挖使土体受到剥离和变形，导致土体的力学特性发生变化。
土体变形的影响因素包括土壤类型、地下水位、基坑开挖深度、支护措施等。
基坑开挖引起的土体变形可能导致地铁结构的沉降、变形和应力变化，从而影响地铁结构的稳定性和安全性。
因此，在基坑施工过程中需要采取合理的土体支护措施，以减小对地铁结构的不良影响。
3、噪音影响基坑施工过程中产生的噪音可能对地铁结构的运营和乘客的舒适性造成影响。
噪音是指声音的不快感，基坑施工过程中主要来源于机械设备、爆破作业和施工人员的行为等。
噪音的影响因素包括施工设备的性质和数量、施工工艺、施工现场的环境等。
噪音对地铁结构的影响主要表现为结构的共振、疲劳和噪声传播引起的乘客的不适感。
噪音的传播途径主要有空气传播和固体传播，其中空气传播是指噪音通过空气传播到地铁结构或周围环境，固体传播是指噪音通过结构体传播到其他结构或地下水体。
爆破振动对既有隧道的影响与控制技术
爆破振动对既有隧道的影响与控制技术随着我国经济的快速发展,既有隧道设施在我国的基础交通运输中起到越来越重要作用,而在很多邻近既有隧道的新建工程施工过程中,或多或少会对既有隧道的安全稳定性产生影响,尤其是这些工程中采用爆破施工。
目前,人们就爆破振动对既有隧道结构影响研究还有诸多欠缺。
因此,开展爆破振动对既有隧道影响的控制研究,得到隧道结构抗振安全稳定性、抗振安全系数和现场减振措施等,将为后续的隧道支护设计、隧道安全评价提供直接的参考依据,对加快爆破施工进度、作业安全性和提高经济效益具有重要的意义。
基于经典爆破振动应力波传播特性,开展了爆破振动效应对隧道稳定性的影响分析,建立了爆破振动效应作用于隧道的数学分析模型,得到了P波和S波作用下混凝土衬砌极限抗拉和抗剪安全振动速度的目标函数。
采用极限分析方法,首先将爆破振动动态力等效成静态力,然后基于滑动体的极限分析理论和摩尔-库伦强度破坏准则,建立水平地基浅埋隧道和偏压隧道在爆破振动下的破坏模型及相应的速度分布场,最后通过虚功率原理,推导出水平地基浅埋隧道和偏压隧道极限围岩压力计算公式。
采用安全系数法对既有隧道进行了安全稳定性分析,首先基于外载荷对既有隧道结构的作用形式,推导出爆破振动对既有隧道破坏时等效抗剪和等效抗拉计算公式;其次在有限差分软件中建立爆破振动作用既有隧道计算模型,计算过程中根据摩尔-库伦强度准则和强度折减原理;最后通过失稳判据共同判断,确定了不同振动速度下既有隧道的安全系数,并得到了安全系数随着爆破振动速度的增大不断减小的变化规律。
现场试验研究基于两种典型的工况进行,首先开展了平行隧道爆破振动对既有隧道影响的控爆技术试验,试验分别采用普通导爆管雷管和数码电子雷管起爆,结果分析表明:得到了普通导爆雷管起爆时既有隧道迎爆侧支护结构上不同段位起爆的振动速度,其中最大振动速度出现在掏槽段,掏槽段振动速度传播规律为v=140.41(Q<sup>1/3</sup>/R)<sup>1.41</sup>;与之相比,数码电子雷管起爆具有很好的减振效果。
地铁基坑爆破的震动效应及降震措施研究
地铁基坑爆破的震动效应及降震措施研究城市地铁车站基坑往往是在城市居民区、商城、写字楼或者高层建筑附近,施工的时候不仅需要保证基坑自身的稳定,同时还必须以保障附近建(构)筑物的结构安全和稳定性为前提施工。
对于坚硬岩层的开挖常使用爆破,爆破开挖过程中不可避免会带来爆破振动,它可能对邻近建构筑物造成破坏。
如果爆破技术在城市中采用,就必须对爆破振动进行主动控制。
本文以长沙市地铁1号线汽车北站地铁车站基坑爆破开挖为工程背景,采用理论分析、有限元数值模拟及现场测试试验三者相结合的研究手段,分析了在不同爆破条件(掏槽爆破、单排孔台阶爆破和双排孔台阶爆破)下基坑邻近地表的振动特征。
文章从理论上和现场试验中进行了以下研究,并得出相应结论：(1)比对了爆破荷载模型的几种不同形式,选用了其中一种较为合理的荷载模型,同时确定了计算爆破荷载峰值的方法。
(2)对三种爆破条件(掏槽爆破、单排孔台阶爆破、双排孔台阶爆破)下的工况进行数值模拟,并对各种情况进行了振动信号分析。
(3)对现场试验的实测数据进行分析,得出掏槽爆破比台阶爆破下的振速偏大,双排孔台阶爆破比单排孔台阶爆破下的振速偏大。
(4)采用多段微差爆破方法时,爆破震动会发生错峰相消干扰降震的状况,同时也有一定概率发生地震波叠加、响应加强的情况。
(5)城市中基坑进行微差爆破时为了破岩效果最好,宜选择的最佳微差时间在25-50ms之间。
爆破施工对紧邻既有隧道影响的研究
0引言随着人们生活水平普遍提高，车辆保有量也在逐年提高，原有的公路、隧道等基础设施很难满足日益增长的交通运输量需要，更多的改建、扩建、新建工程在全国各地铺展开来。
由于地形和环境条件的限制，在实际中，经常出现新建工程与原有隧道临近和上下穿插交错的情况。
由于新建工程临近既有隧道，将引发一系列的安全问题，总地来说可归纳为以下两方面[1-3]：①新建隧道的开挖引起岩体应力重分布；②钻爆法相对于其他方法，在开挖成本和施工进度方面依然具有一定的优势，是目前隧道施工的主流方法，其产生的振动等危害效应对既有隧道造成的影响。
国内众多学者也对爆破施工对紧邻的既有隧道影响展开了研究：刘唐利等在研究地铁隧道爆破施工时对紧邻既有隧道的影响时，用ANSYS/LS-DYNA 建立简化后的炮孔模型，计算结果显示，与实测结构吻合度较高[4]；康海波等运用LS-DYNA 对隧道内爆轰产物的传播距离、传播规律、超压衰减做了一系列的研究[5]；蔡路军等研究上穿公路隧道爆破对下方供水隧道的影响时，分析了爆破作业时产生的应力和振动情况[6]。
1工程概况新建隧道分别位于既有隧道左右侧，净距为18.15~25.48m 不等，为单洞四车道隧道，隧道左线长472m ，其中进口明洞长10m ；出口明洞长10m ；隧道右线长346m ，其中进口明洞长20m ，出口明洞长20m 。
新建隧道进、出口均为已废弃采石场，坡形陡峭，山体坡角约75°-90°，燕山期花岗岩出露，岩性以Ⅲ级围岩为主，进、出口位置经开采后形成陡坎。
新建隧道与既有隧道位置关系如图1所示。
在爆破施工中，根据所处岩层的围岩性质不同所采用施工方法分别有：二台阶法（上下台阶法）、三台阶法、单侧壁导坑法（CD 法）、双侧壁导坑法。
考虑到在施工条件固定的情况下，影响爆破振动主要取决于最大单段起爆药量。
由于新建隧道与既有隧道的距离过近，工程靠近既有隧道一侧采用机械开挖，仅远离既有隧道一侧采用爆破开挖，采用电子雷管起爆，每段雷管之间的延时在20-30ms 之间，其中最大单段药量为单侧壁导坑法中左上部隧道的辅助孔起爆，其炮孔布置图如图2所示，起爆参数见表1。
基坑开挖对邻近既有地铁区间隧道影响分析
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。
基坑开挖对邻近管线及地铁线路的影响分析
基坑开挖对邻近管线及地铁线路的影响分析基坑开挖对邻近管线及地铁线路的影响分析引言：基坑开挖是建筑施工过程中常见的一项工作，它对邻近的管线以及地铁线路有着直接的影响。
本文将对基坑开挖对邻近管线以及地铁线路的影响进行分析，并探讨相应的解决方案。
一、基坑开挖对邻近管线的影响基坑开挖可能对邻近的管线造成以下几个方面的影响：1. 管线破坏：基坑开挖过程中，可能会对邻近的管线造成破坏，例如破裂或压缩等情况。
特别是对较老旧的管线来说，其抵抗能力较差，更容易受到破坏。
2. 泥土滑坡：基坑开挖过程中，由于地表土壤的减少，可能会导致邻近管线周围土壤松动，因此可能会引发土体滑坡的情况，从而对管线形成威胁。
3. 渗漏风险：基坑开挖的过程中可能会遇到地下水问题，地下水的溢出不仅对基坑的安全造成影响，也可能会对邻近的管线造成渗漏风险。
解决方案：为减少基坑开挖对管线造成的影响，可以采取以下解决方案：1. 提前调研：在基坑开挖前，应进行周围区域管线的调研工作，了解管线的具体位置、材质、抗压能力等相关信息。
2. 加密监测频率：在基坑开挖过程中，要加密对管线的监测频率，及时发现并解决管线破坏的问题，以避免进一步的损失。
3. 加固管线：对于邻近基坑的管线，可以采取加固措施，例如在管线周围加设支撑物，提高管线的抗压能力，降低破坏风险。
4. 地下水管理：合理管理基坑周围的地下水，采取相应的排水措施，保证地下水位稳定，避免地下水对管线的渗漏风险。
二、基坑开挖对地铁线路的影响基坑开挖对地铁线路的影响相对较大，可能主要体现在以下几个方面：1. 地铁线路不稳定：基坑开挖过程中，可能造成地铁线路周围土体的松动，导致地铁线路不稳定，从而影响安全运营。
2. 地铁线路位移：基坑开挖可能引起邻近地铁线路的位移，特别是在地铁线路精密设计和施工不够严谨的情况下，位移可能进一步导致地铁线路设备的损坏。
3. 噪音及振动：基坑开挖过程中，会产生噪音和振动，对地铁线路周围的结构物以及地铁列车和乘客造成不适甚至危险。
基坑施工开挖对邻近地铁隧道的影响分析
基坑施工开挖对邻近地铁隧道的影响分析随着城市的不断扩大和人口的增加，地铁交通成为现代城市交通的重要组成部分。
在地铁建设过程中，施工开挖是一个关键环节。
然而，施工开挖对邻近地铁隧道可能会带来一些负面影响。
本文将分析基坑施工开挖对邻近地铁隧道的影响。
首先，基坑施工开挖可能会对邻近地铁隧道的稳定性产生影响。
地铁隧道是经过严格设计和施工的，其结构稳定性和地下车辆运行的安全性是高度关注的。
然而，基坑施工开挖可能会引起地铁隧道周围土层的移动和沉降，导致地铁隧道的结构受损或变形。
这可能会对地铁隧道的运行安全性造成威胁，甚至可能引发地铁事故。
其次，基坑施工开挖可能会对邻近地铁隧道的地下水位产生影响。
施工开挖会打断周围土壤和岩石的物理结构，可能导致地下水的泄漏或改变地下水的流动路径。
这可能会影响地铁隧道周围地下水位的稳定性，甚至可能导致地铁隧道周围地下水的涌入，进一步影响地铁的运行安全。
另外，基坑施工开挖可能会对邻近地铁隧道的噪声和振动产生影响。
施工开挖过程中使用的机械设备和爆破作业可能会产生噪声和振动，影响地铁隧道附近的居民和乘客的生活质量和出行舒适度。
此外，基坑施工开挖还可能会对邻近地铁站点的连通性和交通组织产生影响。
施工开挖可能会导致周围道路的封闭或交通管控，给地铁站点周围的交通组织带来一定的困难。
这可能会给地铁乘客和周边居民带来不便，影响他们的出行和生活。
为了减少基坑施工开挖对邻近地铁隧道的影响，我们可以采取一系列的措施。
首先，合理安排施工进度和方式，减少对地铁隧道的影响。
其次，采取适当的支护和加固措施，确保地铁隧道的结构稳定性。
此外，控制施工噪声和振动，减少对周边居民和乘客的干扰。
最后，加强与地铁运营公司的沟通和协调，共同应对施工开挖可能引发的问题。
综上所述，基坑施工开挖对邻近地铁隧道可能会带来一定的影响，包括地铁隧道的稳定性、地下水位、噪声和振动以及交通组织等方面。
然而，通过合理安排施工进度和方式，采取适当的措施和加强沟通协调，可以减少这些影响，确保地铁运营的安全和顺利进行。
基坑施工对相邻地铁隧道变形影响分析
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约 １． ０ ７ ０ ｍ。在基 坑 南 侧 采 用 １０ ｒｍ厚 地 连墙 做 为 围护 ００ ａ
体， 在其它 三侧 采 用 ￣１５ ＠１５ ０ ０ ２０水 下 Ｃ ０钻孔 灌注 桩支 ３ 护。止水帷幕采用 单 排 ３ｂ ５ ＠ １０ ｑ８ ０ ２ ０三轴 水 泥土 搅拌 桩 ， 控制搅拌 底端位 于坑 底 以下 ６～７ ｍ左右 ， 搅拌 桩与 灌注 桩 间净距 １０ ｍ、 ５ ｍ 紧贴 地墙 。基坑 支撑 设 置三 道水 平钢 混 凝 土支撑 ， 考虑第 一道 混凝 土对撑 （ 及部 分边桁 架 ） 做施 工 兼 栈桥 ， 栈桥采用现浇混凝 土板 ， 厚度 ３０ ｍ。 ０ｒ ａ 拟建场地 长江 三角 洲 冲积平 原东 南缘 ， 位于 地势 较 低 的平 原地 区 ， 水系 发育 ， 部广 泛覆 盖第 四纪地 层 ， 上 区域 地 质主要表 现为地 面 沉 降与接 受沉 积 。根 据基 坑 开挖 深度 ，
１ 工 程概 况Biblioteka 该基 坑位于 已建地铁 盾构 隧道 的北 侧 ， 平面呈 矩形 状 ， 长约 ７ ．０ 宽约 ５ ． ５ 距地 铁盾 构隧 道管 片 处侧 最近 １１ ｍ， ４ ７ ｍ， 处约 １． ８～１．０ ２７ ３ ５ ｍ。基坑 开 挖面 积约 ３ ９ ｍ ， 挖深 度 ８０ 开
２ 分 析 方 法
个数为 ３ ２９ Ｓｅ 单元个数为 ３ ； ｅｍ单元个 数为 ｌ０ ， ８４ ；ｈｌ ７ Ｂａ １ １ 计算模型如 图 １所示。计算模型的底部采用全约束 ， 侧面采 用相应的法 向约 束。地面 超载 取 ２ ｋ ａ 均 布于 地面 ， ０Ｐ ， 由于 栈桥上行走挖 土车辆 ， 值模 拟过程 中采 用均 布面荷 载来 数
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基坑工程施工对邻近地铁盾构隧道的影响
基坑工程施工对邻近地铁盾构隧道的影响新建基坑工程施工过程中，在确保基坑自身安全的同时，也要控制由于基坑施工引起的土体位移，保证邻近地铁的安全和正常运营。
本文结合施工案例，对基坑工程施工对邻近地铁盾构隧道的影响进行了分析，以期为相关从业人员提供参考。
标签：基坑工程;施工影响;地铁盾构隧道0引言越来越多的基坑工程逐渐建设于地铁隧道附近，应当重视研究和分析基坑工程施工对邻近地铁盾构隧道的影响，从而有效保护地铁隧道的安全和正常运营。
1工程案例以某工程为例，该工程共有四层地下室，基坑开挖深度为16.9m。
场地北侧紧邻地铁（隧道底埋深约15.9m），基坑距隧道的最小近距8.4m;东面紧贴停工多年的某大厦基坑（逆作法施工到负一至二层），本基坑支护与其共用已完成的连续墙;西面为某建筑，最近距离约12m;南面约30m处为高层住宅楼。
本基坑支护采用钢筋混凝土地下连续墙（兼做地下室外墙和边桩基础）及二道钢筋混凝土内支撑作为基坑支护体系及止水帷幕。
地连墙在临近地铁边的厚度为800mm，因西南角地层较差，连续墙厚度为1000mm。
其余各边的连续墙厚度均为800mm。
东边与相邻基坑的地连墙合用。
为减少可能的变形，两道内支撑在地下室结构回筑时不拆除，在地下室楼板结构完成后再拆。
该工程地层包括人工填土层、冲积层、残积层及白垩系沉积岩四层。
根据现场量测的勘察钻孔水位，场地的地下水位埋深为1.10～2.00m。
本场地地下水类型可分为上层滞水、孔隙水和基岩裂隙水三种。
根据抽水试验，总体水量不丰富。
2基坑工程对地铁隧道的影响分析通过相关水文地质条件分析以及有限元模拟工况，可得基坑工程对地铁隧道的影响情况如下。
2.1地连墙成槽对邻近地铁隧道的影响本项目基坑与地铁隧道靠近侧应用800mm厚的地连墙作为基坑支护挡土及止水体系，地连墙外壁距离隧道结构外壁净距为8.4m，地连墙底约比隧道底深7m，若是近距离地连墙成槽施工，很有可能会影响地铁隧道结构。
爆破振动对相邻隧道的影响性分析及控爆措施
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文 章 编 号 ：１ ０ — ４ ３ ２ ０ ） ６ ０ ０ — ７ ０ ９３ ４ （ ０ ７ ０ — ７ ２０
爆破振动对 相邻隧道的影响性分析及控爆措施
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基坑施工对邻近地铁隧道结构的影响研究
基坑施工对邻近地铁隧道结构的影响研究发布时间：2022-04-28T15:33:15.474Z 来源：《城镇建设》2022年5卷1期作者：祁正平[导读] 在进行基坑施工时，要考虑到开挖操作对临近地铁隧道所带来的影响。
祁正平中国水利水电第四工程局有限公司 810000摘要：在进行基坑施工时，要考虑到开挖操作对临近地铁隧道所带来的影响。
本文主要以某运营地铁线隧道附近的建筑项目为例，探讨在进行基坑施工时，对该地铁隧道所造成的影响，然后阐述减少这不利影响的对策，旨在为类似的施工项目提供参考依据，有效保证工程质量。
关键词：基坑施工；地铁隧道结构；影响引言随着城市规模的不断扩大，各项基础设施日益完善。
地铁项目在城市发展中占据重要地位，是人们经常使用的交通工具。
近些年来，人们在地铁周边建设大量的建筑，这样就会涉及到许多基坑工程。
在具体操作时，通常会不可避免地影响到其附近的地铁隧道结构，尤其在进行基坑开挖时，势必会对其周边土体产生一定程度的扰动，从而影响地铁隧道结构的安全。
因此，为确保地铁隧道可以正常运行，在正式进行基坑施工前，需了解施工可能会对地铁隧道所带来的影响，并制定相应的改进对策。
一、工程概述本建筑群位于地铁附近。
在进行项目建设时，首先要开展基坑施工。
在进行基坑开挖时，将开挖深度保持在10m左右。
由于基坑边线与地铁隧道的距离比较近，在进行开挖时，施工人员所使用的支护方式是双排灌注桩，桩径为1.2米。
进行前排灌注桩桩间设计时，所使用的桩类型为素混凝土咬合桩。
由于本基坑工程与地铁隧道的距离比较近，而且地铁处于正常的运营状态之中，在进行基坑施工时，不得中断地铁运营工作，否则就会影响城市居民的正常出行。
因此，在进行施工时，要高度重视对地铁隧道变形影响的控制。
要了解由于基坑施工对地铁隧道结构所带来的一系列不良影响，才能加强对地铁隧道结构的保护，保证开挖工作顺利开展。
二、建立分析模型1、计算模型第一，对本建筑群的基坑深度、地铁隧道顶部埋设深度、地铁隧道外线与基坑边线之间的最小距离的数据进行采集，还要了解左线和右线地铁隧道的中心距离。
基坑施工对自身及既有地铁结构的影响分析
基坑施工对自身及既有地铁结构的影响分析基坑施工对地铁结构的影响主要表现在以下几个方面：
基坑施工可能会对地铁结构的稳定性产生影响。
地铁结构大多是深埋在地下的，具有较高的抗震和稳定性能。
而基坑施工过程中需要进行挖掘、支护等工作，可能会对地铁结构的稳定性产生一定影响。
特别是在施工过程中挖掘土方时，如果对挖掘深度、施工顺序等因素控制不好，可能会对地铁结构的稳定性造成不利影响，甚至出现地面塌陷、地铁结构下沉等安全问题。
基坑施工还可能会对地铁结构的安全性产生影响。
基坑施工过程中需要使用各种工具和机械设备，如挖掘机、钻探设备等。
如果操作不当或施工不规范，可能会导致安全事故的发生，如损坏地铁管道、断裂电缆等，甚至发生火灾、爆炸等严重事故，对地铁结构以及周边环境和人员的安全造成严重威胁。
基坑施工还可能会对地铁结构的运行产生一定影响。
基坑施工过程中可能需要对地下管线进行移位或暂时停用，这可能会导致地铁的正常运行受到阻碍或限制。
基坑施工过程中可能会产生噪音、振动等，这可能会对地铁乘客的乘车体验和周边居民的生活造成一定的不便和影响。
基坑施工对地铁结构会产生一系列的影响，包括稳定性、安全性和运行性等方面。
为了减少这些影响，施工单位需要制定科学合理的施工方案，严格按照规范进行施工，并采取相应的监测和控制措施，确保施工过程中对地铁结构及周边环境的影响最小化，保障地铁运营和乘客的安全。
浅议深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构影响
浅议深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构影响摘要：随着城镇化进程的加快，城市的建筑工程也蓬勃发展了起来。
在进行建筑工程施工的时候，就必然会涉及到深基坑开挖工作。
同时城市人口的增加也加大了城市的交通负担，各大城市都开始修建地铁已缓解交通压力。
那么，在进行深基坑开挖的时候，如何在设计和施工的时候准确的计算出土体位移，保护地铁隧道区间以及基坑周围其它建筑物和管线便成为设计和施工中一个十分棘手的问题。
本文主要分析了深基坑施工对于紧邻地铁区间隧道结构的影响，以期作为参考。
关键词：深基坑；紧邻地铁；隧道结构；影响分析一深基坑施工对地铁隧道的影响分析随着城市建设发展的需要，不可避免地会在已建地铁隧道之上或两侧进行各种各样的施工活动尤其是深基坑开挖工程。
在深基坑的建设中，包括桩基础、地下连续墙及基坑开挖施工等施工行为，势必会引起坑底回弹(隆起)、支护后土体侧移以及坑外地面沉降等，显然会影响甚至改变其近处地铁隧道的应力应变状态，对其相邻地铁隧道使用功能及地铁安全产生影响甚至造成严重危害。
（一）影响分析1地铁隧道沉降由于深基坑开挖施工引起围护墙侧向位移及坑内隆起等原因而使坑外土层沉降，埋于土层中的地铁隧道也随土层沉降而下沉。
地铁隧道的沉降与其下土层的沉降是相协调的，但由于地铁隧道刚度和土层刚度不同，两者沉降稍有差异。
所以说地铁隧道的竖向沉降破坏是由土层的不均匀沉降造成的。
2 地铁隧道变形软土地基中的地铁隧道由于深基坑开挖施工围护墙的侧向水平位移而向深基坑方向位移，且因围护墙侧向水平位移不均，而使地铁隧道产生挠曲变形而产生附加变形和应力，若地铁隧道能够承受这些附加的应力和变形则还能正常使用，否则就会遭到破坏，主要表现为隧道区间产生变形或变位，以及衬砌被压坏等。
（二）原因分析1客观因素第一，工程地质条件，如地层的物理力学性质、地下水条件等；第二，岩土工程环境条件，如基坑周边建（构）筑物，市政设施和地面超载等。
2支护设计条件第一，支护结构的刚度、支撑刚度和墙体入土深度等；第二，支撑力的大小；第三，主动区和被动区的加固方法。
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第17卷第4期2008年12月计算机辅助工程Co m puter A ided Eng i n eeri n gV o.l 17N o .4D ec .2008文章编号:1006-0871(2008)04 0060 04基坑支撑爆破震动对相邻地铁隧道的影响秦志扬(同济大学航空航天与力学学院,上海 200092)摘 要:为研究基坑支撑爆破对相邻地铁隧道的影响,运用动力有限元法建立包括确定爆破激振力的作用位置、大小和时程特征等爆破加载模型.采用ABAQU S 软件分别就不同的围岩类型、不同的基坑与地铁隧道间距,在受相邻基坑支撑爆破震动下的隧道振动进行非线性分析,结果表明:基坑支撑爆破拆除产生的振动对隧道衬砌迎爆面的边墙影响最大;隧道衬砌的振速随着间距的增大而减小;围岩振动速度与基坑和隧道之间的距离呈非线性关系,与围岩类型和爆破条件有关;围岩稳定性对振动波的阻尼效应明显;三角形爆破载荷达到峰值时,隧道响应达到峰值的时间有一定滞后,围岩越稳定,滞后时间越长;爆破载荷卸载后,隧道产生的自由振动与围岩类型有关,围岩越稳定衰减得越快.关键词:地铁;隧道;支撑爆破;振动控制;动力有限元法;ABAQUS 中图分类号:U 451;TB123;O241.82 文献标志码:A收稿日期:2008 05 27 修回日期:2008 08 19作者简介:秦志扬(1984 ),男,江苏盐城人,硕士研究生,研究方向为爆破力学,(E ma il )k i n ch i ang @126.co mV ibration influence on adjacent subway tunnel excited byblasting of brace syste m of foundation pitQ I N Zh i yang(Schoo l of A erospace Eng .&A pp lied M echanics ,Tong jiU n i v .,Shanghai 200092,Chi na)Abst ract :To study the vibration i n fl u ence on adjacent subw ay t u nne l exc ited by b lasting of brace syste mof foundation p i,t a b lasti n g m ode l is estab lished by dyna m ic fi n ite e le m entm et h od ,w h ic h inc l u des the location,m agn itude and ti m e history properties o f blasting force .Nonlinear analysi s on subw ay tunnel v i brati o n ex cited by blasting o f brace syste m of ad jacent foundati o n p it is done under the cond itions such as different surr ound i n g rocks ,d ifferent spacing bet w een foundati o n p it and tunne,l and so on .The ana l y sis sho w s :the m ax i m al vibration va l u e is on the side w all o f the t u nne l lining to w ards t h e blasti n g l o cation ;the v i b rati o n ve l o c ities of tunne l li n i n g decrease along w ith the increase of spacing bet w een foundation pit and tunne;l t h e relation bet w een t h e v i b ration ve l o c ities of surround i n g rocks and the d istance fro m foun dation p it to t u nne l is non linear ,wh ich is re lated w it h the rock types and b l a sti n g cond iti o ns ;the stab ili ties o f surr ound i n g rocks have a si g nifican t da m p i n g effect on the vibration waves ;w hen the triangu lar distri b u ti o n l o ad ach i e ves its peak va l u e ,the ti m e that tunnel achieves its peak response has a delay ,and the m o re stab le surrounding rocks are ,t h e m ore longer the de lay ti m e is ;when the b l a sti n g load is unloa ded ,the t u nne l s free vibration is re lated w ith t h e types of surrounding rock ,and t h e m ore stable sur rounding rocks are ,the faster v i b ra ti o n attenuates .K ey words :subw ay ;t u nne;l blasting of brace syste m ;v i b rati o n contro;l dyna m ic finite ele m en t m ethod ;AB AQUS0 引 言为解决出行效率低下和交通拥挤的城市通病,人们逐渐认识到只有发展以地下铁道为骨干的城市快速公共交通系统才是解决城市客运交通问题的根本途径.在城市地铁建设蓬勃发展的同时,大批高层建筑正在以极快的速度拔地而起,而在这些高楼的建设过程中,出现大量深基坑支撑围檩系统.采用爆破拆除法拆除此类系统所造成的爆破公害对环境的影响日益突出.面对越来越多的地铁线路,有些基坑的位置离既有地铁、隧道非常接近,甚至仅有几米,基坑支撑爆破引起的震动问题更加突出,爆破施工的难度和风险增大,稍有不当,就有可能引发灾难性后果.如今,CAE被广泛应用于土木工程领域.[1]本文运用动力有限元基本理论,采用ABAQU S软件讨论既有隧道受相邻基坑支撑爆破震动的影响.1 爆破载荷加载模型采用有限元方法分析爆破振动的影响时,首先要建立爆破加载模型,其中包括确定爆破激振力的作用位置、大小和时程特征等.通常在爆破地震效应数值模拟时有两种方法[2]进行动力加载:(1)按照炸药爆轰理论计算炮孔压力,直接将爆炸载荷作用于炮孔壁上;(2)利用经验公式计算得到的动载荷按照三角形脉冲波施加于边界.为简化分析过程和减少计算工作量,针对不同围岩类型和不同间距,根据计算和爆破的实际情况,作如下假定:(1)爆破动载荷以均布压力载荷形式作用在施工隧道周边,作用方向为法线方向;(2)围岩在爆破作用下,处于弹性振动状态,施加在隧道周边的爆破动载荷不会造成围岩破坏,根据计算的实际情况,将爆破载荷曲线简化成三角形载荷形式(见图1);(3)三角形脉冲载荷上升时间为12m s,下降时间为88m s,在AB AQU S计算中取总计算时长为1s.(4)岩体中传播的爆轰波在装药与岩体界面上给予岩体的最大压力与岩体特性有关,其与最大爆炸压力的关系[3]可以近似表达为P r=2rCerr C er+ 0D0P0(1)式中:P r为冲击波初始波峰压力; r为岩体密度;C er 为岩体中纵波波速; 0为炸药密度;D0为炸药爆速; P0为炸药爆轰压力,P0= 0D20/4.式(1)表明:在同1种炸药相同药量的情况下,爆破不同的岩石时,作用在孔壁上的最大压力也不同.岩石的波阻抗 r C er 越大,作用在孔壁上的最大压力也越大.故围岩越硬,其纵波波速越大.则波阻抗也越大,自然相同药量作用在孔壁上的压力也就越大,反之则越小.图1 三角形爆破荷载波形根据文献[4]的分析,第V类围岩取隧道洞壁的冲击载荷为10MPa.对于不同的围岩,其冲击载荷可以按照初始峰压进行线性插值,得出第III类和I V类围岩的初始峰压值,见表1.表1 围岩的初始峰压值围岩类型围岩密度/(kg!m-3)纵波波速/(m!s-1)炸药密度/(kg!m-3)爆速/(m!s-1)爆压/M Pa冲击载荷/M PaV2600400011004800840510I V24003200110040005595 6.657 III23002200110030002996 3.5652 阻尼确定工程上将阻尼分为外阻尼和内阻尼.[5]外阻尼包括两固体面之间的摩擦,以及研究体系与外部液体和气体等相互作用引起的能量耗损等.内阻尼通过材料内部摩擦将能量转变为热能耗散.外阻尼中最重要的是黏滞阻尼,由于它在数学上处理较方便得到广泛应用.实际动力分析和实际工程中,应用最广泛的是Ray leigh阻尼.[6]它在黏滞阻尼的基本假定基础上,将整体阻尼矩阵C用整体质量矩阵M和整体刚度矩阵K的线性组合表示:[C]= [M]+[K](2) 工程计算中通常只用第1阶的频率!1和阻尼比∀计算比例因数=∀!1=∀/!1(3)式中:阻尼比∀的值与结构的类型、材料性质和载荷波形有关.根据中国地震局工程力学研究所的研究结论,取∀的值为0.01.3 数值模拟分析3.1 有限元模型建立本文计算为二维模型,分别计算第III和I V类61第4期秦志扬,等:基坑支撑爆破震动对相邻地铁隧道的影响围岩情况下基坑到隧道的距离从1.5D到5D(D 为隧道内径)变化的情况.对于每种情况,围岩采用CPS4R平面应力缩减单元,衬砌采用B21单元,两者接触采用硬接触理论,围岩本构采用D P模型,具体参数见表2.表2 围岩力学参数围岩类型弹性模量E/M Pa泊松比围岩密度/(kN!m3)黏聚力/M Pa摩擦角/(∀)III0.20.3423000.230I V0.70.2525001.338衬砌混凝土考虑刚度折减,模型中取为2.85# 104,有限元计算区域取为50m#40m,计算时施加的边界条件为:左右边界受到x向位移约束,下部受到x向和y向位移约束,地表为自由边界.有限元模型见图2.图2 有限元计算模型3.2 有限元模态计算结果对模型进行瞬态动力分析,须先确定结构固有频率和振型,确定结构阻尼系数.[7]本文采用ABAQUS/Standard中的FRE QUE NCY模块,得出体系固有频率,再用式(3)得出模态分析结果,见表3.表3 各个模型模态分析结果及计算出的R ayleigh阻尼围岩类型模型距离/m第1阶自振频率/H zR aylei gh阻尼A l phad Bat ad围岩类型模型距离/m第1阶自振频率/H zRayl eigh阻尼A l phadB at adIII 1.5D 5.0 5.45460.055000.0018332D7.5 5.07240.051000.0019713D12.5 5.87650.059000.0017024D17.5 5.32130.053000.0018795D22.5 5.79670.058000.001725I V1.5D5.09.95670.053000.0018732D7.59.31690.093100.0010703D12.510.69400.106900.0009354D17.59.84020.098400.0010165D22.510.68200.106820.0009363.3 受爆破振动影响的隧道衬砌振动速度分析通过ABAQUS/Exp lic it的计算,得出隧道衬砌最大振动速度见表4.表4 地铁隧道衬砌各个位置的最大振动速度围岩类型模型隧道左侧振速/(c m!s-1)隧道顶部振速/(c m!s-1)隧道底部振速/(c m!s-1)围岩类型模型隧道左侧振速/(c m!s-1)隧道顶部振速/(c m!s-1)隧道底部振速/(c m!s-1)III 1.5D28.914.013.22D16.07.97.23D9.54.8 4.44D6.73.3 3.45D4.62.6 3.1I V1.5D23.611.510.82D9.1 4.5 4.13D4.1 2.1 1.94D2.9 1.4 1.55D2.2 1.3 1.5从表4可知:(1)基坑爆破振动对离爆破点最近的衬砌左侧节点影响最大,在同一模型所有部位中其振动速度最大.(2)地铁隧道衬砌振动速度随间距的增大而明显减小,振速随隧道与基坑侧壁的距离变化,其变化幅度有一定规律,当大于3D时,变化幅度较小,由此可知,当隧道与基坑相距较远时,衬砌对爆破振动的敏感度降低;当相距较近时,爆破振动对地铁隧道影响较大,须引起足够重视.从图3可知,I V类围岩振速明显小于第III类围岩,其原因是第I V类围岩比第III类围岩更稳定,其对爆破振动波的阻尼效果比第III类围岩大,可以更有效地削弱爆破振动波对地铁隧道衬砌的影响;正如萨道夫斯基公式所描述的,围岩振动速度与距离的关系明显是非线性的,而这种非线性随围岩类型和爆破条件的不同而不同.62计 算 机 辅 助 工 程 2008年图3 不同围岩振速随距离的变化3.4 不同围岩振动特性分析对于间距为1.5D 的有限元模型,分析衬砌左侧节点行.计算得到的动力响应时程曲线见图4.(a)第III 类围岩间距为1.5D 的衬砌左侧节点振动速度时程曲线(b )第I V 类围岩间距为1.5D 的衬砌左侧节点振动速度时程曲线图4 不同围岩类型衬砌关键节点的动力反应时程曲线由图4可得出如下结论:(1)当作用三角形爆破载荷时,既有隧道衬砌的振动响应随爆破载荷的变化而变化.但当爆破载荷达到峰值时,既有隧道衬砌的响应有一定滞后时间,并不同时达到峰值.滞后时间在不同围岩中也不一致,从图4可知,第III 类围岩滞后时间较长,这是因为爆破振动波在第I V 类围岩中传播速度比在第III 类围岩中快.(2)当爆破载荷卸载完之后,不同围岩中产生的阻尼振动也不相同,第I V 类围岩的自由振动频率比第III 类高,周期比第III 类围岩短,振动波在第I V 类围岩中比在第III 围岩中类衰减得快,这是因为第I V 类围岩的阻尼比第III 类围岩大且稳定性好.5 结 语用ABAQUS 软件对所建立的有限元模型进行分析,可得出以下结论:(1)爆破施工时,隧道体系的振动速度是监测的1个重要指标.基坑支撑爆破拆除产生的振动对隧道衬砌迎爆面的边墙影响最大,在施工过程中应该对类似部位进行重点监测.(2)隧道衬砌的振速随着间距的增大而减小,当间距较大时,衬砌振动对距离的敏感度降低,而当间距比较小时,衬砌振动对间距的变化敏感度很高.计算表明,当基坑与隧道的间距小于3倍隧道直径时,距离变化对隧道衬砌的振动响应影响十分明显.(3)围岩振动速度与距离的关系明显呈非线性,而这种非线性与围岩类型和爆破条件有关,验证了萨道夫斯基公式的合理性.(4)从第III 类围岩和第I V 类围岩数据的比较可知,第I V 类围岩中隧道衬砌的振动明显小于第III类围岩,这是因为第I V 类围岩的稳定性比第III 类围岩高,对振动波的阻尼效应明显.(5)作用三角形爆破载荷且载荷达到峰值时,隧道响应达到峰值时间有一定滞后,滞后时长与围岩类型有关,围岩越稳定,滞后时间越长.当爆破载荷卸载后,随之产生的自由振动也与围岩类型有关,围岩越稳定衰减得越快.参考文献:[1] 张其林.土木工程与CAE 技术应用[J].计算机辅助工程,2007,16(3):I II .[2] 潘晓马,张成满,温向东.新建隧道施工对邻近既有隧道安全性影响数值分析[J].铁道建筑技术,2002(1):29 33.[3] 赵以贤,王良国.爆炸载荷作用下地下圆形结构动态分析[J].应用力学学报,1997,14(1):94 98.[4] 蒋键,高必华.地下洞室开挖爆破综述[J].长江科学院院报,2003,20(S1):32 34.[5] 刘慧.招宝山超小净距双线隧道的安全控爆研究[J].工程爆破,2000,6(1):49 55.[6] 周向阳,张其林.组合结构特效阻尼比的确定及在有限元计算中的应用[J].计算机辅助工程,2007,16(3):6 9.[7] 王金昌,陈页开.ABAQUS 在土木工程中的应用[M ].杭州:浙江大学出版社,2006.(编辑 于 杰)63第4期秦志扬,等:基坑支撑爆破震动对相邻地铁隧道的影响。