基坑工程对运营地铁隧道影响的实测分析
基坑开挖对下方既有地铁隧道的影响分析和监测
基坑开挖对下方既有地铁隧道的影响分析和监测张启斌;霍知亮【摘要】随着城市发展和地下空间的开发,越来越多的基坑工程横跨在既有地铁隧道的上方,基坑开挖卸荷将改变下方地铁隧道的应力场,使其产生不均匀的回弹变形和附加应力,从而对其安全稳定构成威胁.结合天津西站交通枢纽工程,研究基坑开挖卸荷对土体物理力学指标的影响,建立了一种卸荷土体特性下的有限元模拟计算方法,并应用“电水平尺”沉降自动监测系统对地铁隧道道床进行监测.研究结果表明,两者数据匹配性较好,能够相互验证,实现了地铁运营期间智能化、信息化监测的目的.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2014(017)012【总页数】6页(P39-44)【关键词】基坑开挖;既有地铁隧道;影响分析;自动监测【作者】张启斌;霍知亮【作者单位】天津市市政工程设计研究院,300051,天津;天津大学建筑工程学院,300072,天津【正文语种】中文【中图分类】TU433随着城市建设项目数量和规模的迅速增大，常会出现基坑开挖对坑底下方的既有地铁隧道的影响问题。
天津西站综合交通枢纽的建设即为一例。
为了修建天津西站的相关运营设施，需要在既有天津地铁1号线上方大面积开挖基坑。
这是该项工程中遇到的关键技术难题之一。
国内许多学者对已建地铁隧道上方进行基坑开挖的工程进行了研究，主要研究方法可分为实测法、数值法和理论分析法。
文献［1］结合加拿大多伦多基坑工程位于已建隧道之上的工程案例，提出了有效保护地铁隧道的工程措施。
文献［2］研究了新加坡基坑开挖影响相邻隧道的力学理论，并应用数值法与实测结果进行比较，得出有效预测隧道变形的趋势。
文献［3］、［4］以上海广场基坑工程为背景，结合软土基坑回弹变形的残余应力法，探讨了应用坑内加固及利用基坑时空效应施工等措施控制坑底隧道位移的有效性。
由于基坑开挖卸荷将改变下方地铁隧道的应力场，使其产生不均匀的回弹变形和附加应力，从而对其安全稳定构成威胁。
基坑开挖卸载对下卧地铁隧道影响的数值分析_李家平
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。
基坑开挖对邻近地铁隧道变形的影响分析
基坑开挖对邻近地铁隧道变形的影响分析韩映忠;邓继键;唐仁【摘要】当地铁隧道距离基坑较近时，基坑施工会对地铁隧道的围岩应力进行重分布，并引发隧道结构产生变形及内力变化，甚至影响隧道的正常运行。
文章应用三维数值分析的手段，对基坑施工过程进行三维动态模拟分析，并结合现场实际监测数据，分析基坑开挖对邻近矿山法地铁隧道的影响。
分析表明，基坑施工会使邻近矿山法地铁隧道结构产生变形，但变形量非常微小，不会影响到地铁隧道的结构安全性。
其现场实测数据与有限元分析结果对比反映了隧道变形的规律，可以为以后的工程提供参考。
%When the distance of a subway tunnel excavation is close , rock stress of subway tunnel will be re-distributed , and trigger the deformation and internal force changes of tunnel structure .Three-dimensional nu-merical analysis was carried out on the foundation pit construction process in this paper , which reflected the effect of adjacent metro tunnel range change on the construction of foundation , combining with the actual moni-toring data , then we analyzed the influence of the excavation of adjacent mining method on subway tunnel .It is proved that foundation pit construction does have an effect on adjacent mining method of deformation and stress distribution of the subway tunnel structure , but it is very small , not enough to affect its safety .The field test da-ta and finite element analysis results reflect the Deformation Law of subway tunnel and then provide a reference for the future engineering .【期刊名称】《广州大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】6页(P61-66)【关键词】基坑开挖;矿山法隧道;变形;有限元【作者】韩映忠;邓继键;唐仁【作者单位】广州大学土木工程学院，广东广州510006;广州大学土木工程学院，广东广州 510006;广州大学土木工程学院，广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】TU94+1建筑物必须同时满足材料本身承载能力要求和正常使用要求才能进行运营，而当在这些建筑物周围(如营运地铁区间隧道或车站)进行岩土工程活动时，会使地下结构产生相应的变形，且给既有工程已形成的稳定性产生一定的影响，如使隧道结构周围的围岩应力状态重新分布，进而产生一系列复杂的力学行为变化，导致隧道周边荷载变化并引起结构变形[1].而地铁车站和区间隧道也是地下开挖工程，虽然在其结构建好后地层变形沉降趋于稳定，但由于地下结构的刚度与周围土体刚度不同，在邻近的深基坑开挖施工的扰动下，会出现地铁结构与周围土体变形不协调，这就涉及到基坑—土体—地铁结构三者相互作用问题.基坑开挖过程中，其围护结构向坑内产生位移，同时支护结构外的土体也会产生相应的变形.随着开挖深度的增大，坑外土体位移伴随着围护结构变形的增大而增加，并逐渐向外传递，从而引起周围地下隧道和建(构)筑物变形或者差异变形随施工过程不断变化.因此，掌握基坑开挖过程中既有地铁隧道的变形特性是至关重要的.本文以广州某邻近矿山法地铁隧道的基坑施工为背景，应用三维数值分析的手段，对基坑施工过程进行三维动态模拟分析，并结合现场实际监测数据，分析基坑开挖对邻近矿山法地铁隧道的影响规律.该工程位于广州城区，在学校运动场范围之下，为纯一层地下停车库，基础拟采用桩基础，在车库完成后地面再恢复为运动场.该地下车库建筑的±0.000相当于广州城建高程7.00 m.基坑呈长方形，东西长83 m，南北宽50 m，周长约264 m，开挖深度6.3 m.基坑支护结构与地下建筑结构有机结合，采用厚800水泥土搅拌墙内插H700×300×13×24和H500×300×11×18两种型钢作为挡土和截水帷幕的复合挡土截水结构，这两种型钢间隔跳插，间距为800 mm，长度为12～15 m.内支撑采用主体结构的纵横主梁作为内支撑体系，支撑立柱与主体结构柱合二为一，立柱的基础为主体结构的桩基础.挡土止水的双轮铣水泥土墙与主体结构外墙紧贴以减少占地空间并减少土方的开挖与回填以节约造价；水泥土墙中内插可回收的H型钢增加支护结构的抗弯刚度，同时不需要拆撑与换撑，从而实现基坑支护与建筑结构的有机统一.该基坑北面为海印电器总汇的两层商业楼，海印电器商业楼地面以下约19.2 m为已建的地铁六号线“越秀南～东湖”区间的矿山法隧道.该处隧道右线(靠近基坑侧的隧道)有一条站前停车段，该右线隧道总宽11.4 m，总高8.63 m，矿山法施工，隧道采用双层衬砌支护，初衬厚度均为300 mm，二衬厚度为600 mm；左线隧道(离基坑侧较远的隧道)宽6.4 m，高6.72 m，初衬厚度均为300 mm，二衬厚度为300 mm.两条隧道的净距离为1.9 m.右线隧道(靠近基坑侧的含停车段隧道)与基坑北面西段和中段(约65 m)的支护挡土墙外壁的最小水平投影约为8.4 m，隧道顶距离基坑底的垂直距离约为12.6 m，隧道顶到支护挡土墙底的垂直投影距离约6.3 m.右线隧道与基坑北面东段(约20 m)的车库出地面楼梯间的支护挡土墙外壁的最小水平投影距离约为3.85 m，隧道顶距离基坑底的垂直距离约为12.6 m，隧道顶与支护挡土墙底的垂直投影距离约8.8 m.隧道与基坑支护结构的具体位置关系详见图1～2.地铁工程结构本身由于地基的变形及内部应力、外部荷载的变化而产生结构变形和沉降[2].而地铁旁边的基坑开挖正是引起外部荷载变化的主要原因.如果地铁结构变形和沉降超过允许值，将会对地铁的运营安全造成影响.因此，在基坑开挖期间对其影响范围内的地铁隧道实施监测，并通过监测系统收集各种技术数据，建立数据库，以便更好地了解结构实际受力状态，掌握结构变形全貌，判断结构的安全承载能力和使用条件.对可能发生的危险及安全隐患提供及时、准确的预报，以便及时发现变形现象及发展趋势并采取有效措施，避免事故的发生，保障地铁隧道的安全.同时其监测数据和资料可以用来评估基坑支护对地铁隧道的影响，丰富设计人员及专家对类型工程的经验，以利于专家解决工程中所遇到的工程难题.(1)通过分析测量数据，了解隧道结构和围岩的变化趋势，必须时对基坑支护设计方案进行修改或完善施工参数；(2)通过监控量测了解和判断基坑施工手段和施工方案的合理性和科学性，利于及时修改施工方案，为基坑施工和地铁正常运营提供预警；(3)了解基坑施工过程中地铁结构不同位置的垂直变位与水平变位情况；(4)了解隧道结构的变形情况，实现信息化施工，为改进施工设计提供信息参考，具体布点方式见图3.测点与基准点的布置参考设计和实际施工情况，依据地铁设施保护的有关规定，对基坑施工范围邻近的地铁隧道结构变形实施监测，按照2倍基坑深度影响范围的地铁必须监测的要求，确定本项目的地铁应监测长度约110 m (大于2倍基坑深度) ，距离基坑较近的隧道中段，按10 m的间距布置监测断面.隧道两端离基坑较远、受基坑施工影响较小，按15 m的间距布置监测断面，监测段隧道长110 m，布设11个断面，隧道监测断面分别编号为D1～D11.每个监测断面布置8个监测点，计88个监测点，监测点分别编号为D1-1～D1- 8到D11-1～L11- 8.在隧道两端不受建设项目施工影响的隧道远处(与待测区域的距离大于30 m)各设置2个基准点，计4个基准点.各监测断面位置如图3，各断面监测点布设剖面如图4.在有限元数值计算建模时，定义数值计算分析施工工况尽量与实际基坑开挖施工工况相一致，再将土体、基坑支护结构及隧道结构进行单元网格划分离散，并定义这些网格的施工工况.在分析计算时，程序将从网格定义的初始步开始，按所定义的网格施工工况进行分步分析，真正实现动态施工过程的模拟，以实现信息化施工的目的[3].3.1 三维有限元数值计算模型建立根据本基坑与邻近地铁隧道的三维位置关系[4]，将临近地铁隧道一侧作为分析重点，最终选取模型范围为基坑北侧边线外7倍基坑开挖深度范围(约44 m)，基坑东、西及南侧边线外三倍基坑深度范围(约19 m)，考虑到隧道直径，以121.5m(长)×113 m(宽)限体这一性质，将基坑深度的3～5倍范围设定为固定边界，而固定边界以外土体的变形不作考虑.所以对于模型左右面、前后面底部依次约束X 方向位移、Y方向位移、Z方向位移.由于隧道为矿山法复合式衬砌隧道，为了模拟两层衬砌，模型对初衬采用实体单元，通过硬化边界实现，对二衬采用板单元模拟.对地面考虑20 kN·m-2活动荷载.建立的整体三维有限元模型见图5.3.2 材料参数的选取根据提供的勘察资料、结合现场试验得到的参数及通过室内土工试验确定的岩土力学参数[5]，再根据工程经验确定支护结构参数，最终选取岩土层和结构物材料参数见表1.3.3 基坑动态施工的三维模拟分析工况流程结合基坑施工工况，先进行初始自重应力分析，再进行水泥土墙施工、基坑土方开挖、内支撑结构护施工、对地下室的底板进行回筑，然后，再进行地下室顶板的施工和土的回填[6]，因此基坑施工的三维模拟工况流程共分为以下4步：(1)工况二:水泥土墙施工、基坑土方的第一步开挖至冠梁底，并施工冠梁、钢构立柱、内支撑及支撑板；(2)工况三:土方第二步开挖至基坑底；本工况包括基坑卸土引起的坑底土体隆起对隧道的影响和地下水位变化对隧道的影响(此工况水头降至基坑底面)；(3)工况四:浇筑地下室结构的混凝土底板；(4)工况五:地下室结构全部完成(因内支撑即为主体结构大梁，支护墙与地下室外墙紧贴，因此不存在换撑和基坑回填的工况).3.4 结果分析对比该工程目前已完成地下室回填，地铁隧道变形已稳定及收敛，根据统计水平方向的累计最大值为0.60 mm.竖向方向的累计最大值为-1.62 mm.均未达到报警值.另外根据有限元的分析结果显示，计算的水平方向的最大位移为0.388，竖向方向的累计最大值为0.60 mm，与实测的结果相差不大，均在误差的允许范围内.从图6可见，基坑开始开挖到施工至底板时(3月22日左右)，地铁隧道的水平位移和竖向位移呈上升趋势，待底板完成浇筑后，地铁隧道的变形基本趋于稳定，变化量很微小.基坑开挖的过程中，由于卸荷而引起坑底土体产生向上隆起，基坑围护结构的侧向变形以及基坑周边地层的移动，从而导致地面沉降及基坑外地铁隧道的变形.根据三维有限元数值分析结果，对比现场实测数据，分析基坑施工对邻近地铁隧道的影响规律[7].数值计算结果与实测数据结果都表明，本基坑开挖对地铁隧道结构变形和受力影响非常小，不足以对地铁隧道的结构安全性造成影响，但考虑到数值分析模型做了适当简化，为了进一步保证在基坑开挖过程中旁边隧道结构的安全以及为今后类似工程施工提供参考，对基坑开挖作如下建议：(1)对于基坑的开挖和支撑的施工，有限元三维动态模拟过程将其放在同一工况，但是实际情况是，这两个工况在施工时有一定的时间差，为了能更好地控制基坑的位移，要求基坑不可超挖，即在基坑土体开挖到内支撑设计标高后应及时进行内支撑的施工.(2)基坑的围护结构的水平位移及坑底隆起不仅对基坑本身有重要影响，同时，其对于邻近的地铁隧道区间结构的水平侧向位移与隆起位移也影响重大，因此，在基坑的开挖过程中，要加强对邻近隧道结构的监测，使其位移在合理的范围内，如有必要，可根据监测信息的反馈，适当的调整基坑支护结构的施工步骤和施工方案[8].(3)基坑工程施工应遵循分区、分块、分层、对称、限时原则，必要时在基坑靠近地铁隧道区间侧采取留(堆)土反压控制方案，以提高基坑内侧土体对围护结构的侧向约束作用，控制基坑卸载及变形对地铁隧道整体结构的影响[9].(4)基坑施工过程中不可避免的引起地下水位发生一定的变化，地下水位变化对隧道结构水平位移影响较大，为此建议基坑施工过程加强对周边地下水水位的监控工作，必要时可设置回灌井，当地下水位下降超过预警值时，采取回灌处理[10].Key words： the foundation pit construction; mining method; deformation; the finite element【相关文献】[1]陈志平，林本海. 两明挖隧道基坑先后开挖对其下地铁隧道的影响评价[J]. 华南地震，2014，34(1)：63-69.CHEN Z P,LIN B H. 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Specifications for geotechnical investigation of tall buildings(JGJ72-2004).。
基坑开挖对邻近地铁隧道位移与变形的影响分析
基坑开挖对邻近地铁隧道位移与变形的影响分析摘要：通过有限元软件Plaxis进行数值模拟，预测分析基坑开挖对邻近地铁隧道的影响，计算结果说明基坑支护桩的设计能有效控制邻近地铁隧道的位移与变形，为实际工程的施工提供合理有效的指导与建议。
关键词：基坑开挖；邻近地铁；数值模拟Abstract: Numerical simulation is carried outby the finite element softwarePLAXIS,prediction and analysis the influence of foundation pit excavation on adjacent metro tunnel,the computing results show that thedesign of foundation pit support pilecan effectively control thedisplacementand deformation,provide guidanceand suggestionsfor theconstruction of the project.Key words: Foundation pit excavation;Adjacent metro;Numerical simulationThe Influence Of Foundation Pit Excavation On Adjacent Metro TunnelDisplacement And DeformationMinHui(Shenzhen Municipal Design & Research Institute Co.,Ltd，ShenZhen，518029)０引言随着城市经济、人口的快速增长，地面交通出行越来越拥堵，为了缓解这种情况，很多城市修建了地下轨道交通，而一些新开发的房地产楼盘为了更好的销售量，都选择紧邻地铁修建，其建筑基坑开挖使邻近地铁隧道原有受力平衡被打破，引起地铁隧道产生相应的位移和变形。
基坑开挖对邻近地铁隧道的影响研究
要 ：随着城 市建设 的发展 ，城 市轨道交通网络逐 渐完善 ，地铁 隧道在其正常运营阶段 不可避
免地要 受到各种新建工程 活动 的影响 ，其 中包括基坑工程 。文 中以上海地铁二号线南侧越 洋广场项 目
基坑工程为背景 ，采用三 维快速拉格 朗 日法 ，对基 坑开挖过程进行数值模拟 ，结果表 明 ，在基坑 开挖
小距离 ５ ８１，开挖深 度 ８ ３ｍ。场 地范 围 内土体从 ． ３ １ ．
上至下为 ：①素填土 ，层 厚 ２０～ ． ． ４ ０ｍ；② 粘性土 、 锰质 氧化物及其结 核 ，混少量钙质 结核 ，层厚 ３５～ ． ５６ｍ；③灰色淤 泥质粉 质粘 土 ，高压 缩性 ，夹 粉砂 ．
确保新建基坑施工质量 和施工进度 的同时 ，控制基 坑 施工所 引起 的周 围地层扰动 …，以保护邻近地铁 隧道
ｓｍｉ ｒ ｙ ｃ ｔｒｏ ．Ｂ ｓ ｄ ｏ ｄ ｌｔｓ ｆｈ ａ ｒｃ ｕ ｎ ｌｏ ｉｐｎ ｕ ｄｏ ｏ ｅ ｌｎ ，ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｓｕ ｉｓ ｉ ｌ ｉ ｒ ｅ ｎ ａ ｅ ｎｍｏ ｅ ｅｔｏ ｅ ｄａ ｅｔｎ ｅ ｆ ｎ ｉｇＳ ｂ Ｈｙ ｒｐ ｗ ｒＰ ａ ｔ ｈｓ ａ ｅ ｔｄｅ ａｔ ｉ ｉ Ｊ
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１ ９４ ・
路 基 工 程 Ｓｂｒ ｅ ｎｉ ｅｎ ｕｇ ｄ ｇ ｅｒ ｇ ａ Ｅ ｎ ｉ
２１ ０ ０年第 ４期 （ 总第 １ １期） ５
深基坑土方开挖施工对地铁隧道变形影响与分析
③ 淤 泥 质 粉 质 ５ ４０
柚 ｆ：
～ ７ ２０
底 标 高 （ｍ）
２ ３７～ｌ ４３ Ｉ．０７～．０，３５ —５．５６～ ７ ０ｌ
粘 聚 力 Ｃ 内 摩 擦 角
（Ｋｐａ）
（度 ）
１９
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１８．Ｏ
Ｏ．６Ｍｐａ。
３．２钻孔 灌 注 闱护 桩 桩径 为８５０ｒａｍ， 『｝１心距 约 １０００ｒａｍ．桩 长 为２３．５ｍ，Ｎ ２３ｍ两 种 ，其 巾２３．５ｍ桩 为 ｌ０根 ，２３ｍ桩 为 １５７根 ， 汁 １６７根钻 Ｌ桩 ，没｝ｔ‘桩 身 强 度Ｃ３０（水 Ｆ浇筑 混凝 土Ｃ３５）。
３．１靠地 铁 车站侧 地 墙 嗣护 采 ＨＪｓｏｏ厚地 连 续墙 ，共 约 １９４．５延 长米 ，划 分为３个 槽 段 ，连 续墙 深度 为 ２３ ５ｍ，埔 底 ｝Ｉ；｛人⑧ １层 。内分隔 墙 采用６００厚 地 ＿Ｆ连续 墙 ，共约 ６３．１延长 米 ，划 分 为 １１个 单元情 段 ，连续 墙 深 度 为２３．５ｍ，墙 底 嵌 入⑤ １层 。没 汁地墙 墙 身强 度Ｃ３０（水 Ｆ浇筑 混凝 土 Ｃ３５），抗 渗 等级 ｓ８，地
本 ｌ 程拟 建场 地 属长 江 ｉ 角洲 人海 口东 南前缘 ，其 地 貌属 于 Ｊ：海 地 区 四 度 及 ｛ 层 情 况 ，本 坑 距 离 地铁 隧 道４０ｍ范 闹内 阐护 结 构 采用 地下 连 续 墙 ，
大 地 貌 单 中 的滨 海 平原 类 嘲 拟 建场 地 浅 部 土层 中的 地 下 水属 于潜 水 类 捌 ．其 水ｆ证动态 变化 主 要受 控 于大 气 降水 、地 面蒸 发及 地 表 水 系等 。丰 水期 水 位 较 高 ，枯 水期 水 位较 低 。地 Ｆ水 静 止水位 埋 深 在 １．２０～１．８０ｍ之 间，相 应标 高
深基坑开挖对临近地铁隧道影响数值分析
卸载影响
从图三 ａ 可知， 当隧道在基坑侧面时， 由于坑 内 的开挖卸载产生了连续墙 内外土压差，使连续墙 向 基坑内位移，使得隧道拱腰附近土体的侧 向位移约 ８ ｍ 从隧道侧向位移的大小可得出， ． ｍ。 ６ 基坑开挖卸
相互作用的有限元模型如图二所示。通过三维有限
元分析软件 中激活和钝化功能很容易实现基坑开挖
着隧道埋深增加隧道受到基坑开挖卸载的影响明显
减小 。当隧道在基坑侧面时， 本文只讨论隧道拱腰 与基坑连续墙水平距离为 ０ Ｄ即 ３ ｍ时隧道在不 ． ５ ． ０
显减小 。当间距超过 ４ Ｄ时， ． ０ 隧道受上部基坑开挖
卸载影响较小 。 （） ２ 当隧道在基坑侧面时， 基坑开挖卸载对隧道 基 深
深
基 坑
开挖对 临近地铁隧道影 响数值分析
Ｎ ｍ ｒ ｃ ｌ ｏ ｅ ｉ ｇ ｆ Ａ ｆ ｃ ｉ ｎ ｏ ｏ ｎ ａ ｉ ｎ Ｐ Ｅ ｃ ｖ ｔ ｏ ｎ Ｍ ｔ ｏ Ｔ ｎ ｅ ｕ ｅ ｉ ａ Ｍ ｄ Ｉ ｎ ｏ ｆ ｅ ｔ ０ ｆ Ｆ ｕ ｄ ｔ ｏ ｉ ｘ ａ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｒ ｕ ｎ ｌ ｔ
（． ｕ ａＴ ｉ ｒ ｉｃ ｒｌ ｏ ｓｕｔ ｎ ｎｉ ｅ ｎ ｅｉ ｏ Ｌｄ Ｇ ａｇｏｇ ｈｈｉ ００ １ ｈｈ ｉ ａｉ ｃ ｔ ｔ ａＣ ｎｔ ｃ ｏ— ｇ ｅｒ ｇ ｓ ｎ ． ｔ． ｕｎ ｄｎ ｕ ａ５ ０ ； Ｚ ｊＡ ｈ ｅ ｕ ｒ ｉ ｅ ｎ ｉ Ｄ ｇＣ ， ， Ｚ １ ９
开
挖
对 临 近 地 铁
詹剑青 刘添俊 ２ Ｚ ａ ａｑｎ ｉＴａｊｎ ｈｎ ｉ ｉｇ Ｌｕ ｉ ｕ Ｊｎ ｎ
隧 道
影
（． １珠海泰基建筑设计工程有限公司， 广东 珠海 ５ ９０ ； ． １００ ２ 广州市市政集团有 限公司市政工程 技术研究院， 广东 广州 ５０ ６） １０ ０
深基坑开挖对临近地铁隧道影响分析
注 ：） １南块 四道钢筋混凝土支撑 ， 阴影 区域为栈桥示意位置 ， 总包进场后细化 ， 待 栈桥应进 行专项设计 ； ） ２ 第一道钢筋 混凝土支撑 中心标高为一 ． Ｏ 截 面为 ３４ ， Ｏ １ ０ ｘ０ ， ０ ８０ 第一道钢 筋混凝土囤檩 截面为 ｌ２０ ８ ０ ３ 第 二道钢筋 混凝土 ０ ０ｘ０ ：） 支撑 中心标 高为一 ． ０ 截面为 １１０ ８０ 第二道 钢筋混凝 土囤檩截 面为 ９ Ｏ， ４ ５ｘ０ ， １３ ０ ８０ ４） ０ ｘ ０ ； 第三 道钢筋混凝土 支撑 中心标 高为一 ４ ０ ，截面 为 ｌ ０ ｘ １． ０ ５ ０ ２ ９ ０ 第 三道钢筋混凝 土围檩截面 为 １ ０ ｘ ０ ； 蓐 四道钢 筋混凝土 支撑中 ０， ０９０ ５ ４ 心标高为一 ９ ０ 。 １ ． ０ 截面为 １ ０ｘ ０ ， ０ ０ ９ ０ 第四道钢筋混凝土围檩截面为 １ ０ ｘ ０ ２ ０９０ ４
第３ ８卷 第 １ ７期 ２０ １２ 年 ６ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣ ＴＥ Ｔ ＲＥ ＨＩ Ｃ Ｕ
Ｖ０ ． ．１ １３８ Ｎｏ ７
Ｊｎ ２ １ ｕ． ０２
・９ ・ ３
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （ ０ ２ １ —０ ３ ０ １０ — ８ ５ ２ １ ） ７０ ９ ． ３
的沉 降及 变形影响 ， 并提出 了合理的保护措施 ， 以确保地铁隧道 的安全 ， 为后续类似工程提供有益借鉴 。 关键词 ： 深基坑 ， 地铁隧道 ， 影响分析
中图分 类号 ：Ｕ ６ Ｔ４３ 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
无锡保利 达广 场 （ 区） 坑边 界紧 邻地铁 １号 线无 锡火 车 南 基
基坑开挖对既有地下隧道影响的数值分析
底 不同位置的隧道在开挖过程 中会产生不同的反应 。文章利用有限元软件 ＡＡ Ｕ Ｂ ＱＳ
建立 多个三 雏有 限元模 型 ， 以隧道 与基 坑 的相 对 位 置作 为 变量 ， 建立 对 比模 型 ， 对基 底 及 隧道加 固方案 加 以分 析 ， 到 了一 些有 益 的 结果 ， 得 为解 决基 坑 工程 骑跨 于 已运
Ｍ ｈ－ｏ ｌｍ ｏ ｒ Ｃ ｕ ｕ ｂ摩 擦模 型 ， ＝０ ３ 法线 方 向为 刚性 ， ．， 即 不 允许接 触面 的相互嵌 入 。 三 维模 型尺 寸 为长 ×宽 ×高 ＝１ ５ｍ ３ ×４ｍ×６ 。 ０ｍ 隧道埋 深 ２ ， 径 ６ ２ ， ６ 外 ｍ ． 内径 ５ ６ｉ 基 坑 宽度 ４ ， ｍ ． ； ｎ ５ ｍ 地 连墙 深度 １ ； ６ｍ 分三步 开 挖 ， 步 的开 挖深 度分 别为 每
题 。基坑 的 开挖会 引起 坑 内土体 的 回弹 ， 而 引起地铁 从
区 间隧道 的上 抬 ； 另一 方 面 ， 隧道 本 身 也在 开挖 过 程 中 发 生 形 变 。 地 铁 对 隧 道 的 变 形 要 求 极 其 严 格 ， 对 绝 最 大位 移 不 能超 过 ２ ｍ 隧道相 对 变 形 隧道 变 形 曲率 半 径 必 须 ＞１ ０ ， 对 变 形 必 须 ＜ ５０ ０ｍ 相 １２５ ０ ／ ０ 。基 坑开 挖过 程 中 ，如未很 好 地对 隧道 进 行加
２模 型简 介
本 文采 用准 静 态 的方 法模 拟 基坑 开 挖过 程 。 为 了 简化 计算 ， 设 衬砌 管 片和 接 头 的刚 度相 等 ， 隧道 简 假 将 化 为 自由变 形 圆环 模 型 。地 下连 续墙 和 土体 以及 隧道
后建基坑紧邻运营地铁施工技术分析
后建基坑紧邻运营地铁施工技术分析摘要：以上海市世纪汇基坑工程为背景，对后建基坑施工中非对称开挖、凿除预留口等关键工况对已运营地铁隧道的影响进行分析，总结了对运营地铁隧道进行安全保护的技术措施，结论可供类似工程借鉴。
关键词：深基坑；运营地铁；非对称开挖；加固；监测中图分类号：u231+.3 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）01-0052-21．工程概况与一般基坑工程相比，与运营地铁线紧邻的基坑工程常处于道路十字交叉口，是城市繁华地段，该地段建设的基坑工程具有埋深大、跨度大、结构复杂、施工组织与施工技术难度大等特点0。
施工中会碰到对于已有地下构筑物的穿越和对将来修建地下构筑物的预留口，或者对已有地下构筑物的部分拆除、结构打开和改建等难题00。
世纪大道地铁车站处的6号线明挖段为地下二层结构，其中地下一层为6号线明挖区间，地下二层为预留地块的连接通道。
后建的6号线两侧的基坑工程为地下三层结构，世纪汇基坑工程地处市区地面交通枢纽，周边环境复杂，受道路、地下管线、施工场地等因素制约，对施工环境要求极高。
且世纪汇基坑工程涉及6号线东西两侧基坑开挖（开挖深度20m、宽度22m、西区长75m、东区长90m）、地下预留口拆除、打通隧道正下方联络通道和东西两侧基坑相连等关键工序。
该基坑工程平面图如图1。
4.结论本文通过对紧邻运营地铁的世纪汇后建基坑施工关键工况对隧道结构的影响进行分析，总结了施工中所采取的主要技术措施：（1）钻孔灌注桩加固；（2）基坑满堂注浆加固；（3）临时钢管撑换撑；（4）运营隧道结构变形监测，反馈指导施工等。
这些经验和技术措施可为同类工程提供借鉴。
参考文献[1]李博，刘国彬，黄毅.在已运营地铁车站超近距基坑开挖几个问题的探讨[j].施工技术，2007，36（增）：29-31.[2]孙宪铭，谢弘帅.紧邻运营地铁车站的深基坑设计与施工技术研究[j].建筑施工，2004，26（6）：483-485.[3]顾亚囝，朱毅敏，乔恒昌.大型地铁枢纽站施工中的地下障碍物拆除及车站结构逆作施工技术[j].建筑施工，2008，30（5）：342-344.[4]侯学渊，刘建航.基坑工程手册[m].中国建筑工业出版社，1997.[5]葛世平.软土地铁车站深基坑施工技术[j].施工技术，2000，29（9）：40-42.的[6]上海市市政工程管理局.sz20822000 上海地铁基坑工程施工规程[s].。
基坑开挖对下卧地铁区间隧道的影响分析
基坑开挖对下卧地铁区间隧道的影响分析本文依托兰州地铁1号线五里铺站附属物业开发工程项目，采用有限元建模分析了基坑施工对其下卧地铁区间隧道变形及内力的影响，对设计的合理性进行了评估并对后续的工程设计提出了建议。
标签：基坑；地铁区间；数值分析引言随着我国城市的快速发展及土地资源的紧张。
地下空间的开发和利用成为解决土地资源紧张的重要突破口并进入了快车道，但一些地下空间开发不得不面临在已开发工程的上方或下方进行再次开发，这就给地下工程从业人员带来一个新的挑战。
本文依托兰州市地铁1号线五里铺站附属物业开发工程，模拟分析基坑开挖过程对其下卧地铁区间变形及内力的影响，以评估设计的合理性并对后续的工程设计及施工提供技术支撑，保证基坑施工期间地铁隧道的安全。
1、工程概况五里铺附属物业开发工程以五里铺地铁站为界，分为东西两段。
分别沿东岗西路、东岗东路敷设于道路下方，其中西段长约540m，东端长约746m，本工程拟采用明挖半幅铺盖法施工，基坑深约9.5m，基坑下方为已修建地铁盘旋路～五里铺～东部市场盾构区间。
区间结构顶距基坑底最小距离 4.5m，盾构区间为外径6.2m，壁厚0.35m的圆形结构，具体相对位置如图1所示。
2、地质概况根据地勘揭露，拟建场地地貌单元属黄河一级阶地。
场地内地形较为平坦。
拟建场地地层自上而下依次有素填土、黄土状土、卵石、强风化砂岩等组成。
该场地所揭露的地下水为第四系松散层孔隙潜水，含水层主要为第四系冲积卵石。
潜水位埋深约8m。
各层物理力学指标详见下表：3、计算模型3.1计算参数计算模型中各地层的计算参数选取见表1.基坑采用Φ800mm钻孔灌注桩，间距1800mm，围护桩及钢筋混凝土横撑、纵向连系梁、冠梁、临时立柱均采用C30混凝土，地铁隧道盾构管片采用C50混凝土。
基坑施工期间地面超载按20kPa 考虑。
3.2模型建立根据设计方案，采用FLAC3D软件建立三维数值计算模型，模型以地铁区间隧道轴线方向为y轴，垂直隧道轴线为x轴，竖直方向为z轴，模型在y轴方向上长50m，在x轴方向上长42m，z轴方向上长31m。
基坑开挖对下卧地铁隧道变形影响分析
④层全风化花岗 片 麻 岩：褐 红、褐 灰 等 色，原 岩 结 构 基 本破坏，主要矿物成 分 为 长 石、石 英、云 母，属 极 软 岩，岩 体 极破碎，岩石基本质量等级属Ⅴ级。
⑤层碎块状强风化花岗片麻岩：褐红、灰等色，原岩结构 大部分已被破坏，风化强烈，裂隙发育，岩芯呈碎块、块状，手 掰可折断，属软岩，岩体破碎，岩石基本质量等级属Ⅴ级。 １．３ 基坑与下卧地铁隧道的关系
有限元模型采用 不 同 材 料 （不 同 弹 性 模 量、泊 松 比、粘 聚力及摩擦角）的三维实体单元模拟不同物理力学属性的 地层，采用板单元模拟支护结构、隧道结构。以基坑外轮廓 为基准，外扩 ３倍基坑开挖深度作为模型计算范围，如图 ４ 所示。
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在的风险。地铁项目由于其建造金额大、科技含量高、工程
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复杂、涉及学科广，地 铁 周 边 工 程 项 目 建 造 时 风 险 大，一 旦 发生事故将造成严 重 的 经 济 损 失 及 社 会 影 响，因 此 对 地 铁 周边工程项目建设过程引起地铁变形影响进行分析研究非 常必要。为做好地铁 运 营 服 务 工 作，分 析 评 估 周 边 各 个 项 目施工引起的地铁 变 形 情 况，采 取 有 效 措 施 消 除 影 响 地 铁 运营安全的各个危 险 源 可 能 带 来 的 不 安 全 因 素，从 而 为 地 铁安全运营提供有力保障。
②层含黏土砾砂：灰白；呈饱和、松散 ～稍密状态，主要
谈基坑施工对邻近地铁的影响及保护措施-理工论文
谈基坑施工对邻近地铁的影响及保护措施-理工论文摘要：基坑施工涉及到地下施工，会使土地内部形成断层，使周围的土地出现沉降和变形，这样的情况出现，会给邻近的地铁带来严重的安全隐患。
本文主要对基坑施工对邻近地铁的影响进行阐述，并根据实际问题总结了对于相似基坑类型相适应的保护措施。
关键词：基坑施工；邻近地铁；影响；保护措施引言：随着城市地铁建设的发展，基坑施工对于周围地铁正常的运作产生的影响越来越大，对于地铁设施的保护问题也越来越被重视。
基坑的开挖施工，会使地铁隧道上层土壤出现松软和裂缝，从而出现坍塌的状况。
对隧道的安全性和地铁的行车安全构成严重地威胁，不仅会产生经济损失，还会危害社会公共安全。
因此根据基坑施工对地铁的影响，研究保护措施就显得尤为重要。
一、基坑施工对邻近地铁的影响基坑施工过程中，常采用降水的方式。
而降水的施工方式会冲走土壤中的细颗粒物质，使土壤中的承受能力降低，产生坍塌和变形的现象。
而且基坑施工的过程，会对土壤的自然状态产生损坏。
打破土壤结构中的应力平衡，出现地表沉降的状况。
在自然状态遭到损害后，受施工的影响还不能进行回填处理，导致周围的土地发生形变和沉降，还会出现的下水下降，土壤物质不均衡的状况。
这些问题会对邻近地铁隧道造成损害，给地铁行走过程带来安全隐患。
二、相应的保护措施（一）完善施工过程，降低对附近土壤的损害探究基坑施工对邻近地铁的影响及保护措施时，首先要对基坑施工过程进行了解。
只有了解具体的施工过程，才能发现是什么因素导致对土壤的损害，进而对邻近地铁造成影响。
大部分的基坑施工主要分顺作法，逆作法两种，还会采取两者结合的方式。
顺作法：先建设周围的防护结构，采取从上到下的结合支撑的方式，挖至对应深度再采取从下到上建设主体机构；逆作法:使用地下结构作为支撑，采取从上到下和开挖工作交替进行的方式；基坑施工的过程具有非常大地风险，支撑和防护主要为临时的措施缺少长久性。
因此可以根据基坑施工中降水，开挖和监测三个方面，对邻近地铁加设保护措施，降低地铁的安全隐患，避免经济损失。
基坑开挖对既有地铁隧道影响的实测及数值分析_胡海英
岩土工程学报
Chinese Journal of Geotechnical Engineering
DOI：10.11779/CJGE2014S2075
Vol.36 Supp.2 Nov. 2014
基坑开挖对既有地铁隧道影响的实测及数值分析
胡海英 1，张玉成 2，3，4，杨光华 2，3，4，钟志辉 5，陈富强 2，3，4
本文以广州某深基坑开挖对隧道的影响为工程 实例，施工期间基坑和隧道进行了动态监测，并将监 测结果与数值分析结果进行了对比分析，可为临近基 坑开挖影响下的既有地铁隧道在安全控制标准与保护 措施积累工程经验。
1 地铁工程控制标准与保护技术现状
当前我国城市地铁建设正处于快速发展的高潮 期，我国已成为世界上最大的城市地铁建设市场[7]。 由于地铁建设风险高、难度大、安全影响因素多等， 近几年地铁安全事故频发[8]，随着地铁工程建设的发 展，我国在地铁和轨道交通领域已编制一些相关的安 全控制和评价技术标准，如《地铁运营安全评价标准》 （GB /T 50438—2007）、《地铁工程施工安全评价标 准》（GB 50715—2011）、《城市轨道交通安全验收评 价细则》（AQ 8005—2007）及《城市轨道交通安全预 评价细则》（AQ 8004—2007）等，这些标准的颁布一 定程度上保障了地铁及轨道交通的安全，但目前还没 有专门针对地下空间开发对临近地铁影响的评价标 准，尤其没有地下空间开发引起在运营地铁隧道变形 和附加应力的控制标准，仅上海市 1994 年颁布《上海 市地铁沿线建筑施工保护地铁技术管理暂行规定》，其 中规定了临近地铁的施工对不同曲率半径地铁隧道的
沉降量及水平位移等指标的限值[9]：隧道变形的曲率 半水平位移量和沉降量不大于 20 mm。
基坑开挖施工对临近地铁影响的实测分析
基坑 周 边环境 条 件 复 杂 ， 中距 地 铁 最 近距 离 其
仅约 ７ ２ 且 区间隧道水平 面 内有 ３０ ． ｍ， ０ ｍ转 弯半 径， 与基 坑关 系 如 图 １２所示 ： 、
根据轨道交通技术审查意见 ， 要求采用盆式开
挖方 式 ， 照 “ 空 效应 ” 论 指 导 挖 土 支 撑 ， 按 时 理 严格 做到 “ 层 、 块 、 称 、 衡 、 时 ” 挖 及 支 撑 。 分 分 对 平 限 开 先挖 除基 坑 中部土 体 ， 挖周 边土 体 ， 后 临近地 铁每 一
Ｆ ｇ ２ ｓ ｃｉ ｎ ｏ ｕ ｄ ｔ ｎ ｐ ｔａ ｄ ｓ ａ ｕ ｉ ． ｅ ｔ ｆ ｏ ｎ ａｉ ｉ ｎ ｔ ｔ ｍ ｏ ｆ ｏ ｒ
收稿 日期 ：０ ８— ２— １ ２ ０ ０ ２
围护采用地连 墙 ， 地铁侧厚 为 １Ｏ 其余侧 为 ０ ．ｍ， ． ８ 两道井字 形对撑 ， 铁侧 坑 内水泥 土加 固体宽 为 ｍ， 地
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图 ３ 土 方 分 块 开 挖 示 意
Ｆｉ ３ ｅ ｃ ｖ ｔ ｎ ｏ ａ ｔ ａ ｋ ｇ． ｘ ａ ａｉ ｆｅ ｒｈ ｐ ｃ ｏ
图 ２ 基 坑 剖 面 以 及 地 层 示 意
下 室二 层 。基 坑 开 挖 面 积 约 ３ ０ ｍ ， 遍 挖 深 约 ００ 普
ｌ ｍ。 Ｏ
１．ｍ， ０ Ｏ 坑底 以下 加 固 深 度 为 ４ Ｏ 地 下 室 底 板 大 ． ｍ， 部分 厚约 １６ ｍ， 部 深 坑 等处 底 板 厚超 过 ２ Ｏ ．５ 局 ．ｍ。 具 体 情况见 图 １２所 示 。 、 为确保 地 铁安全 运 营 ， 隧道 竖 向位 移 、 平位 对 水 移 以及水平 直 径进行 监测 。基 坑所 对应 隧道 段长 度 为 ７ ｍ， 据工程 特点 和具 体平 面位 置 ， 定实 际监 ０ 根 确 测 区域为 １０ 具 体测 点 布置 如 图 １所示 。 ２ ｍ，
基坑开挖对近距离地铁隧道及车站影响的计算分析
第２ ４期
２１ ０ １年 ８月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ． １ Ｎ ． ４ Ａｕ ．２ １ １１ ｏ ２ ｇ ０ １
１７ — １ １ （ ０ １ ２ － ８４０ ６ １ ８ ５ ２ １ ）４ ５ ５ —４
Ｓｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ｎ Ｅｎｇｎ ｅ ｉ ｉ ｎ ｅ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ ｉｅ ｒｎｇ
１ １ 基 坑支 护设计 ．
本项 目 基坑采用“ Ｍ 工法格栅式水泥土墙 ＋ ＳＷ
内支撑 ” “ 、旋挖 桩 （ 钻孔 桩 ）＋ 索 ＋搅 拌桩 止水 帷 锚
２ｌ Ｏ １年 ５月 ９ 日收 到 ， ２ 日修 改 ５月 ３
幕” “ 和 旋挖桩 （ 孔 桩 ）＋内支撑 （ 斜撑 ）＋搅 拌 钻 或
架 结构 ， 建筑 面积为 ２ ０ 地下 ３层 ， 筑 面积 ５００ｍ ； 建
为 ９ ０ ００ ０ ｒ 。本项 目与 天 河体 育 中心 、 河 城 、 ｎ 天 正 佳 广场通 过地 下隧 道 和 二层 天 桥 相 互 连通 ， 地 下 在
负 一层 与珠 江新 城 集 运 线 的 天 河 南 一 路 站 的 大 堂 连 接 ， 可 由该 站 通 往 地 铁 一 号 线 的体 育 西 路 站 。 并 基 坑南侧 紧邻 地铁 １号线 （ 山法 隧 道 ） 与 地铁 最 矿 ，
近的距离为 ５ ８ 基坑西侧被集运线（ Ｐ （ ． ｍ； Ａ Ｍ） 盾构
法 隧道 ） 割 为 两 块 ， 分 地 下 室 结 构 位 于 集 运 线 分 部
隧道之 上 ， 运线 西侧 隧道 距 基 坑 边最 近 的 距离 为 集
６７ 东 侧 隧道 距基 坑边 最 近 的距 离 为 ７ｍ， ．８ｍ， 隧道 顶 部距 离基 坑底部 最 近距离 为 ６ ２９ｍ。 ．３
基坑施工对临近运营地铁隧道影响监测的实践
第 １ ６卷第 ２期
２ ０ 年 ４月 ０７测绘工 Nhomakorabea程
ｖｏ ． ６ № ． Ｊ１ ２ Ａｐ ． ２ ０ ｒ ，０ ７
ＥＮＧＩ ＮＥＥ ＮＧ Ｕ ＲＶＥＹ Ｉ ＲＩ ＯＦ Ｓ ＮＧ ＡＮＤ ＡＰ ＮＧ Ｍ ＰＩ
基 坑 施 工对 临 近 运 营 地 铁 隧 道 影 响监 测 的 实践
Ｔｈ ａ ｔｃ ｆ ｄ ｆ ｒ ａ ｉ ｎ ｍ ｏ ｉｏ ｉ ｇ ｏ ｅ ｒ ｕ ｎｅ ｎ ｌ ｅ ｃ ｄ ｂ ｅ ｐｒ ｃ ｉ ｅ ｏ ｅ ｏ ｍ ｔｏ ｎ ｔ ｒ ｎ ｆｍ ｔ ｏ ｔ ｎ ｌｉ ｆ ｕ ｎ ｅ ｙ
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ｔｍ ｏ ｔ ｔ ｏ ｆ ｏ ｅａｉｎ Ａ ｓｃ ｔｄｗｉ ｅｐｏｅｔ ｆ ｕ ｇ ｈ ｕＤ ｍａｈ ｎｂ ｓ ｅｓ ｅ ｔｒ ｕ ｄ — ｅ ｉ ｉ ｒ ｎ ｒ ａｅ ｐｒｔ ． ｓｏ ｉ ｅ ｔ ｔ ｒｊｃ ａ ｚ ｏ ａ ｚ ａ ｕｉ ｓ ｎｅ ｎ ａ ｓ ｍｐ ａ ｆ ｓ ｏ ａ ｈｈ ｏＧｎ ｎ ｃ ｏ ｆ
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郑立常 卫 建 东 ， ， 郑俊锋。楼 ，
郑 州 ４０５） ５ ０ ２
楠
（． １ 湖南省交通规划勘察设计 院， 南， 湖 长沙 ４ ０ ０ ； ． 息工程 大学 测绘 学院， 南 郑州 ４０ ５ ； ． １０ ８ ２ 信 河 ５ ０ ２ ３ 郑州市政设 计院， 河南
基坑开挖对临近地铁隧道影响分析及控制
基坑开挖对临近地铁隧道影响分析及控制于海涛北京中天路通智控科技有限公司 北京 100024摘要：随着城市化进程的不断进行，地铁成为人们日常出行的工具，城市的不断建设发展，导致临近地铁的工程不断增加，新工程的建设必然会对既有地铁隧道产生影响。
基坑工程作为新建工程的基础工程，会引发土层结构的变动，从而对既有地铁隧道结构产生一定的影响。
因此，基坑开挖时应当充分考虑对地铁隧道产生的不利影响，积极探寻控制措施。
关键词：基坑 地铁隧道 地质条件 结构变形中图分类号：U231文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2024)03-0092-03 Analysis and Control of the Impact of the Excavation of Foundation Pits on Adjacent Subway TunnelsYU HaitaoBeijing Zhongtianlutong Intelligent Control Technology Co., Ltd., Beijing, 100024 China Abstract:With the continuous progress of urbanization, the subway has become a tool for people's daily travel. The continuous construction and development of cities have led to an increasing number of projects near subways, and the construction of new projects will inevitably have an impact on existing subway tunnels. As the foundation engineering of new projects, foundation pit projects will cause the changes of the soil structure, and then have a certain impact on the structure of existing subway tunnels. Therefore, when excavating foundation pits, adverse ef‐fects on subway tunnels should be fully considered, and control measures should be actively explored.Key Words: Foundation pit; Subway tunnel; Address conditions; Structural deformation地铁大多连接商业区、居民区、工业区，构建了城市的交通网络，以便捷准时、不占用地面空间等优点成为城市建设的重要工程。
周边基坑开挖对地铁区间隧道的影响分析
周边基坑开挖对地铁区间隧道的影响分析摘要：以长沙地铁麓云路站～文化艺术中心站区间为背景，采用Flac 3D有限元软件分析周边项目基坑开挖对区间隧道的影响，结合数值模拟结果分析基坑开挖时，隧道的受力，变形情况。
数值计算结果表明，周边项目基坑开挖对隧道是安全的，同时证明周边基坑的现支护方案是可行的。
1.工程概况麓云路站～文化艺术中心站区间西起麓云路站，东至文化艺术中心站，为长沙大河西先导区雷梅片区地下配套交通一期工程的西段第二个区间。
本区间现状场地地貌规划梅溪湖道路，道路基本形成，路面较平坦。
区间侧穿中建梅溪湖中心二期建设项目，地下室边线距离区间隧道平面约17.99~22.52m。
1~4栋基坑西侧与区间隧道平面最近距离约15.05~20.57m。
考虑到基坑开挖卸载必然会引起坑底地层的变形，甚至可能会对地铁区间隧道结构产生不利影响。
为确保施工安全，对基坑开挖对地铁隧道造成的影响进行数值模拟分析是十分必要的。
2.工程地质条件本工程场地内覆盖层厚度约为1.10-13.10m，按自上而下依次为①素填土、②耕土、③粉质粘土、④粉细砂、⑤残积粉质粘土、⑥元古界板溪群板岩。
场地内地下水主要有孔隙水、基岩裂隙水两大类。
地铁2号线区间隧道在该工程范围内隧道顶埋深约10.9~13.35m，穿越地层均为中风化板岩。
中建梅溪湖中心二期建设项目基坑开挖范围土体主要为填土与粉质黏土。
后期回筑建筑物为群桩基础，桩型为钻孔桩，受力类型为摩擦端承桩，地下室底板处位于粉质黏土层，桩端持力层为中风化板岩。
3.有限元分析3.1有限元分析软件选取三维快速拉格朗日法是一种基于三维显式有限差分法的数值分析方法，它可以模拟岩石或土体及其他材料的三维力学行为。
此方法在分析中将计算区域离散为若干六面体单元，每个单元在给定的边界条件下遵循一定的线性或非线性本构关系，如果单元应力使得材料屈服或产生塑性流动，则单元网格可以随着材料的变形而变形。
三维快速拉格朗日分析采用了显式有限差分格式来求解场的控制微分方程，并应用了混合单元离散模型，可以准确地模拟材料的屈服、塑性流动、软化直至大变形，尤其在材料的弹塑性分析、大变形分析以及模拟施工过程等领域有其独到的优点。
基坑开挖对近邻地铁车站和隧道的影响
基坑开挖对近邻地铁车站和隧道的影响摘要：目前，中国城市与地铁的发展相互促进，带来城市更加繁荣的同时，对地铁的线路站点密度提出了更高的要求，诸如上海、北京、深圳、天津、南京等城市的地铁已经形成了网络化运营，但是规划的线路依旧在加密和扩张。
与此同时，在地铁换乘站点建设和周边物业开发过程中，常常出现深基坑邻近已有车站和隧道的情况。
关键词：基坑开挖；近邻地铁车站；隧道；近年来，随着地铁和工程建设的发展，两者影响日益增加，基坑开挖对地铁车站静动力学行为的影响已引起岩土工作者的广泛关注，并开展了一系列研究工作。
由于铁路隧道穿越既有线施工具有一定的特殊性，所以还并未形成一个较为系统和完整的施工措施。
通过先期在运营前施工圆形的暗挖隧道，对既有运营线形成强力的支护体系，后期盾构边掘进边拼装管片通过暗挖隧道，保证了运营线的安全。
一、基坑开挖对近邻地铁车站和隧道的影响基坑开挖期间地铁站对近站隧道的影响分析。
由于基坑开挖在竖直方向的卸荷作用，基坑底部及周边深层土体会产生一定的隆起，近邻地铁车站结构处于隆起土层内的部分会受到土体向上的作用力。
当土体向上的总作用力大于地铁车站重力、车站与土体间静摩擦阻力之和时，车站总体向上位移；当土体向上的总作用力小于地铁车站重力、车站与土体间静摩擦阻力之和时，车站总体下沉。
车站近基坑一侧和远基坑一侧之间受力不均，车站会发生一定程度的倾斜，车站可能出现整体下沉但近基坑侧上浮的现象。
由于水平卸荷、基坑围护向坑内的侧向移动，隆起范围以上土层会发生沉降，导致土层中的地铁隧道发生下沉。
当地铁车站与隧道相连部分发生上浮而隧道发生下沉时，这种沉降差对地铁隧道结构造成的危害是极其严重的。
隧道沉降最大值位于基坑中间位置，隧道沉降值由基坑中间位置向两侧递减，说明地铁车站对隧道位移有一定的抑制作用，影响近站隧道的位移分布。
由于与地铁车站相连，近站隧道受地铁站上浮的影响，基坑中间位置的竖向位移受到抑制，位移分布发生了一定的改变，隧道最大竖向位移位置由基坑中间转移到基坑边缘。
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魏纲1李钢2苏勤卫2(1浙江大学城市学院土木工程系，杭州310015；2浙江大学建筑工程学院，杭州310058)基坑工程对运营地铁隧道影响的实测分析摘要杭州市某地下通道工程上跨已运营的杭州地铁1号线盾构隧道，其基坑上跨段地质条件及周围环境复杂，需对其引起的既有隧道的变形进行严格控制，因此设计中针对性地采取了地基加固、分段开挖等施工控制措施。
文章针对桩基工程阶段和基坑开挖阶段的隧道监测数据，研究分析了不同施工阶段盾构隧道竖向位移、水平向位移及收敛变形的规律和特点。
实测结果表明：桩基工程施工可引起隧道的竖向下沉(最大值为5mm)，对水平径向收敛影响不大；基坑开挖可引起隧道的上浮(最大值1.9mm)及水平径向收敛变形，对水平位移影响不大。
关键词盾构隧道基坑开挖上跨地铁隧道现场监测数据分析中图分类号：U456.3中图分类号：A文章编号：1009-6582（2014）01-0179-07修改稿返回日期：2013-05-29基金项目：国家自然科学基金资助项目(51078332)；浙江省自然科学基金资助项目(Z1100016).作者简介：魏纲（1977-），男，博士、副教授、硕士生导师，主要从事地下隧道施工对周边环境影响及风险控制方面的研究工作，E-mail ：weig@.1前言地铁作为现代城市的交通命脉，其安全性极为重要。
但是，随着城市建设发展的需要，不可避免地会在已建地铁隧道附近进行各种施工活动[1]。
在地铁隧道附近的基坑工程会造成坑底土体的回弹与隆起，改变隧道周围土体的应力状态和应力水平，使下卧盾构隧道产生竖向和水平位移，同时横、纵截面都会产生收敛变形。
与此同时，对地铁隧道变形要求极为严格，例如，上海市地铁邻沿线建筑物施工保护地铁技术管理暂行规定[2]中指出：地铁结构最终绝对位移不能超过20mm ，变形曲率半径不小于15000m ，相对曲率不大于1/2500。
若产生变形过大，会使隧道衬砌漏水、漏泥，影响隧道的使用和适用性，甚至造成隧道主体结构发生破坏[3，4]。
Burford [5]最早报道了伦敦地铁隧道因上方开挖卸荷在27年间累计隆起50mm 的案例。
Chang 等[6]分析了台北地铁因邻近基坑开挖导致隧道损坏的事故。
因此，研究基坑开挖对下方既有隧道的影响非常重要。
近年来，不同学者用不同方法对这一问题进行了研究。
陈郁等[7]运用Mindlin 解推导出因开挖卸荷引起的隧道结构附加应力，进而通过Winkler 模型得出了计算隧道隆起的解析算法。
文献[8~11]对基坑施工引起运营地铁车站和隧道的变形进行了数值模拟，发现基坑开挖卸荷会使隧道产生位移，隧道变形以竖向上抬的刚体变位为主。
况龙川等[12]、郑刚等[13]实测分析了深基坑施工对地铁隧道的影响。
Sharma 等[14]在实际工程的基础上，通过实测数据与有限元分析结果的对比分析，讨论了衬砌的刚度对内力和变形的影响。
邹伟彪等[15]以新加坡某邻近地铁隧道的基坑开挖为背景，实测了隧道的变形情况，同时采用数值方法模拟开挖，从工程实际与数值分析两方面分析了基坑开挖对邻近隧道的影响规律。
但是，大量的研究集中在北京、上海、广州等地铁发达地区，对于杭州地区的实测分析较少，考虑到岩土工程的区域性和复杂性，有必要针对杭州地区基坑开挖对下卧地铁隧道的影响实测结果进行分析。
本文结合杭州市某地下通道工程实例，在基坑工程施工过程中对杭州地铁1号线盾构隧道变形进行了监测，对隧道的竖向位移、水平向位移和水平向TECHNOLOGY收敛变形的实测结果进行了分析。
2现场监测2.1工程概况杭州市某地下通道位于上城区某主干道的地下，其基坑平面布局成Z 字型，长约30m ，宽约13m ，深约8m ，主体采用箱型混凝土结构。
地铁1号线左线隧道从地下通道基坑下方正交穿过，隧道顶部与基坑底部开挖面最小净距为7.9m 。
地下通道采用明挖顺作法施工，该工程分两期施工，西侧一期工程先施工。
本文采用的实测数据来自一期基坑工程，如图1所示。
图1基坑与隧道相对位置平面示意Fig.1Locations of the foundation pit and tunnel拟建场地在地表以下可分为6个工程地质层、14个亚层。
根据基坑的实际开挖深度以及地质分布状况，基坑开挖面西侧位于砂质粉土中。
该处地层从上到下依次为：①1杂填土；①2素填土；②2粉质粘土；②3砂质粉土；③1淤泥及淤泥质粘土；③2淤泥质粘土夹粉土；③3淤泥质粉质粘土夹粉土；④粉质粘土；⑤1淤泥质粉质粘土；⑤2（淤泥质）粉质粘土；⑥1粉质粘土；⑥2粘土。
根据基坑的实际开挖深度以及土质分布状况，基坑开挖面西侧位于②3砂质粉土中，东侧位于③1层淤泥及淤泥质粘土层中。
场地的土层分布情况和土层的部分物理力学指标如表1所示。
地下水主要为松散孔隙型潜水，地下水主要分布在杂填土、素填土、粉质粘土、砂质粘土、砂质粉土、淤泥质土等土层中，场地潜水稳定水位埋深为1.40~2.0m 。
2.2基坑围护结构设计方案及加固措施因周边建(构)筑物、市政管线密集，支护空间不足，考虑时空效应影响，采用大基坑分成小基坑明挖顺作法施工。
围护结构采用四排φ800@600高压旋喷桩，通道入口处围护结构采用两排φ800@600×600高压旋喷桩，围护桩采用φ800@1000钻孔灌注桩。
基坑剖面见图2。
图2基坑剖面示意(单位：m)Fig.2Profile of the foundation pit支撑体系为混凝土支撑、钢围檩和钢支撑，当深度范围为0~3.5m 时，钢支撑设2m 一道，3.5m 至坑底范围1m 一道，共设有六道。
第五道支撑安装现场如图3所示。
图3基坑第五道钢支撑安装现场Fig.3Installation site of the 5th steel strut ofthe foundation pit隧道两侧设置门架式抗拔桩，采用φ600@1500钻孔灌注桩，其离隧道水平距离约为2.5m ，桩底标高-39.8m 。
并用φ800@600高压旋喷桩对坑内土体进行满堂加固，土体加固范围在基坑垫层以下，加固深度为5.15m 。
2.3测试方法及测点布置本次深基坑工程的监测内容主要为对基坑及基坑周围1~3倍开挖深度范围内的隧道盾构管片的监测，其中包括：(1)隧道竖向位移监测，采用静力水准仪自动监测，共布设70个监测点，开挖区间对应环号为651~660共10环，其研究数据主要为开挖区间周边640~670环共31环的监测数据；(2)隧道收敛监测，采用手持式激光测距仪测量，共布设70个监测点，与静力水准仪布点一致，其研究数据主要为开挖区间周边640~670环共31环的监测数据，每个断面在拱腰处布设1组水平向收敛监测点；(3)隧道水平位移监测，采用全站仪测量，共26个监测点，取641~670环间共14个监测点的实际数据进行分析。
测点布置见图4。
图4部分隧道测点布置Fig.4Layout of some of the measuring points3监测结果分析3.1盾构隧道竖向位移实测数据分析盾构隧道竖向位移的研究数据为开挖区间周边640~670环共31环的监测数据，该区间内每1环设1个测点。
图5~图8中负号表示沉降，正号表示隆起。
３．１．１桩基工程施工对隧道竖向位移的影响为了研究桩基工程施工对隧道变形的影响，将3月18日(高压旋喷桩施工)、4月1日(高压旋喷桩施工)、4月15日(钻孔灌注桩施工)、4月28日(旋挖桩施工)、5月16日(基坑开挖)的监测数据减去3月18日(高压旋喷桩施工)的监测数据进行分析，得到桩基工程引起的隧道附加变形曲线，如图5所示；选取开挖区间外的646环,666环及开挖区间内的653环,656环,659环数据进行分析，得到桩基施工期间随施工历程的附加沉降时程曲线，如图6所示。
图5桩基工程引起的隧道沉降附加变形曲线Fig.5Additional deformation curve of tunnel settlementsinduced by pile foundation construction图6桩基工程阶段部分管片附加位移曲线Fig.6Additional displacement curve of segments during pilefoundation construction图5、图6表明：(1)在高压旋喷桩施工阶段，隧道就已经开始呈现沉降趋势。
在4月1日高压旋喷表1地质参数Table 1Geological parameters层号土层名称重度γ/(kN/m 3)孔隙比e含水量ω/(%)c cq /kPa φcq /(°)土层厚度范围/m①1杂填土17.5---- 1.20~5.70①2素填土18.0----0.50~5.50②2粉质粘土19.40.84129.620.015.00.80~4.30②3砂质粉土18.80.90331.78.026.5 1.40~13.10③1淤泥质黏土18.1 1.13140.69.010.0 2.20~6.30③2淤泥质粘土夹粉土17.6 1.26045.311.510.00.70~7.30③3淤泥质粉质粘土夹粉土18.70.95434.412.010.01.70~8.10TECHNOLOGY桩施工阶段，其沉降量较小，最大附加沉降值为0.6mm，沉降量近似呈直线分布；(2)在4月15日钻孔灌注桩施工时，沉降量达到最大值，在此期间沉降速率较大，达0.1mm/d；(3)4月15日以后直至基坑开挖前，隧道沉降量基本无明显变化，绝大多数在-2.5~-5mm之间，个别达到-1mm和-5mm。
由此说明，在桩基工程完成时，隧道周边土体与隧道间应力重分布且变形相互协调稳定。
３．１．２基坑开挖对隧道竖向位移的影响为了研究基坑开挖对隧道的影响，将5月16日(基坑开始开挖)、6月5日(第三道钢支撑安装完成)、6月19日(基坑南侧开挖至坑底)、6月24日(第五道钢支撑安装完成)、6月30日(顶板浇筑完成)和7月9日(底板浇筑完)的监测数据，减去5月16日(基坑开始开挖)的监测数据，得到基坑开挖引起的隧道附加竖向变形曲线，如图7所示。
选取646环，666环，653环，656环，659环数据进行分析，得到基坑开挖期间随施工历程的附加沉降时程曲线，如图8所示。
图7基坑开挖引起的隧道附加竖向变形曲线Fig.7Curve of additional tunnel vertical deformation inducedby foundation pit excavation图8基坑开挖期间部分管片附加位移曲线Fig.8Additional displacement curve of some segments duringfoundation pit excavation从图7，图8可以看出，基坑开挖前隧道表现为沉降，基坑开挖至第三道钢支撑完成时，隧道仍表现为沉降。