基坑开挖施工对既有运营隧道影响研究

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1、基坑开挖施工对既有运营隧道影响研究　　摘要：随着城市轨道交通发展，地铁线路路网的日趋完善，地铁的建设势必与周边物业的开发相互影响，本文通过基坑开挖施工对地铁隧道影响的有限元仿真分析，得出地铁隧道的位移变化，与地铁保护标准对比，以判断隧道的安全性。通过本文的分析过程及结论，对类似工程有借鉴和指导意义。关键词：隧道；基坑；保护标准；工况中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：引言：近年来城市轨道交通发展迅速，地铁线路路网日趋完善和扩大，地铁的建设势必与周边物业的开发相互影响，本文项目基坑距离盾构隧道距离约5.5m，不满足最小净距要求围护结构施工，基坑的开挖以及地面建筑物方案的实施均会对隧道结

2、构产生影响，为分析建筑方案对隧道影响，以求最大限度降低对既有隧道的影响，本文对本项目地下室基坑支护方案进行深入分析、研究，评价项目的实施对既有隧道结构的影响，提出可行性建议，采用有限元技术模拟基坑开挖施工过程，得出地铁隧道的位移变化，与地铁保护标准对比，判断隧道的安全性。通过本文的分析过程及结论，以求对类似工程有借鉴和指导意义。51.工程概况佛山市某项目是佛山市旧区改造的重点工程项目，拟在佛山祖庙东华里片区兴建商住为一体的群体建筑物，建筑物高度约90m，拟采用框架-核心筒结构，天然地基基础或桩基础；有四层地下室，基坑开挖深度约21m，基础埋深约23m。项目南侧为广佛线祖庙站及祖庙~普君北盾

3、构区间，本地块位于祖庙路与建新路交叉口，工程分两期施工。一期实施E地块的基坑开挖;二期打通站厅层的通道；A组风亭需要改造成接入地块内；废除3号出入口，与E地块连接，同时做出一个直接出地面的出入口。根据本次钻探揭露，本场地之地基由人工填土(Qml)、第四系海陆交互相冲淤积土(Qmc)和下第三系“红层”碎屑岩(E)组成。人工填土为素填土、杂填土，第四系三角洲海陆交互相冲淤积层主要由粉细砂、淤泥质土组成。松散土层厚度18.20～23.00m，平均20.28m；与下伏下第三系风化基岩呈不整合接触。本场地以砂土发育为特征，淤泥质土局部分布。下第三系风化基岩岩性单一，为泥岩；埋藏深度中等；强风化岩层顶

4、起伏变化不大，层顶标高-13.86～-20.83m，平均-16.43m，总体是中部浅，东、西部较深(附图2-1)；微风化岩层顶起伏变化大，层顶标高-19.46～-27.57m，平均-22.77m，总体是中部较浅，北东、南西地段较深。图1.1平面图5图1.2隧道剖面图2.保护标准的确定国内还没有统一的地铁保护规范，参照《香港地铁控制保护技术标准》以及《上海市地铁沿线建筑施工保护地铁技术管理暂行规定》暂行规定，由于深基坑高楼桩基、降水、堆载等各种卸载和加载的建筑活动对地铁工程设施的综合影响限度，必须符合以下标准:（1）地铁工程(外边线)两侧的邻近3米范围内不能进行任何工程。（2）地铁结构设施绝

5、对沉降量及水平位移量应满足隧道安全的要求。(包括各种加载和卸载的最终位移量。（3）隧道变形曲线的曲率半径R≥15000米、相对变曲≤1/2500。（4）由于建筑物垂直荷载(包括基础地下室)及降水、注浆等施工因素而引起的地铁隧道外壁附加荷载≤20Kpa由于打桩振动、爆炸产生的震动隧道引起的峰值速度≤2.5cm/s。3．有限元分析（1）计算模型的选择5本次三维分析选择MIDAS-GTS计算软件，采用板单元模拟车站、隧道结构以及地下室板，四面体单元模拟地层，梁单元模拟的混凝土支撑以。因地下水情况较复杂，受基坑抽水、围护止水方案的影响较大，因此本次分析采用水土合算的模式，摩尔库伦破坏准则仿真模拟地

6、层情况，计算范围包括基坑、车站范围外扩5~10m。计算模型及各计算工可图4.1地下车站及隧道结构（板单元）图4.2基坑连续墙（板单元）图4.3基坑支撑（梁单元）图4.4地下室结构板（板单元）（2）结果分析本次分析仅针对一期开挖基坑，共分四个工况，即四个施工步，具体如表3-1。其中支撑标高为支撑中心的标高。表3-1分析施工步骤根据计算模型以及实际开挖工况，分析得出各工况下地铁隧道及车站各点位移，见表3-2。表3-2基坑隧道变形统计列表（扣除初始位移）4.结语（1）本项目的开发，对地铁隧道的影响是客观存在的，无论是地铁地下室基坑方案的选择、基础的方案选择都对地铁隧道结构存在一定影响。5（2）围

7、护结构选型、支撑型式的选择以及地铁一侧围护结构加强措施方案的选择是合理的，但基坑转角支撑有受拉现象。建议对转角围护结构支撑进行加强，以提高围护结构的整体稳定性。（3）基坑不宜采取主动降水措施，建议采取基底盲沟排水措施，以免由于降水深度过大，引起隧道偏移及沉降。5