基坑开挖对邻近地铁隧道结构的影响分析文献综述

 2022-07-20 03:07

基坑开挖对邻近地铁隧道结构的影响分析

文献综述

1.1研究背景及意义

随着中国“一带一路”战略的持续推进，考虑到城市地铁轨道交通对周围地块的强劲拉动作用，跨越既有地铁隧道的基坑工程越来越多，包括有过街隧道工程、地下公路工程、建筑物地下室基坑工程等。社会经济发展的同时，人们对城市地下空间资源的开发和利用也愈来愈多。地下空间的开发利用不仅可以满足人们生产发展的需求，还能够起到对环境的一种保护作用。

基坑开挖工程在资源利用过程中显得尤为重要，甚至是整个工程安全性的重要保障。基坑工程常会位于已运行的地铁区间隧道之上或之侧，基坑开挖深度及其水平位置不仅影响着基坑本身结构的稳定性，还会影响到邻近地铁隧道的安全性和稳定性。基坑是工程建设的基础，其施工对邻近地铁隧道结构的影响与多种因素有关。新建基坑施工时不仅要确保其自身的安全稳定，而且还要控制好由于基坑开挖而引起的附近地层移动，以保证其对周围环境的影响在允许的 可控制范围之内。深基坑施工对邻近既有地铁隧道和轨道结构的影响常常表现为：新建深基坑的开挖必然会对坑周土层造成扰动，进而产生变形。变形传递至邻近地铁隧道，使得隧道原有的受力平衡被打破，在地应力重分布的作用下发生变形，导致隧道内轨道结构产生变形，进而使得轨道的几何形位发生变化。

深基坑开挖会对坑内软弱土地基产生扰动，扰动后地基的强度降低、变形性增大，会加剧基坑开挖施工对周边环境的影响。在深基坑工程施工中，基坑降水开挖会使周围土体产生沉降，特别是当基坑邻近既有地铁区间隧道时，其开挖过程对地铁隧道结构变形的影响更应得到高度重视。基坑开挖深度、基坑与隧道的相对距离、断面与桩基的相对位置都是影响扰动作用强弱的主要因素，开挖深度越大，距离基坑中心线越近，隧道扰动效应就越明显，且在基坑临空面和桩基近侧影响更明显。在实际工程中，可以有针对性地选择扰动明显的点来进行实时监测，以确保施工安全。

与此同时，城市轨道交通系统也日益完善，地铁俨然成为了穿越城市的主要公共交通工具，也不可避免地成为城市地下结构的重要组成部分。已运营地铁对变形的要求相当严格，在基坑的开挖过程中，由于开挖扰动、地层损失和固结沉降等因素难免会引起地层产生移动和变形，导致附存于地层中的既有区间隧道随之发生移动和变形，进而会引起受力的变化。因此，如何有效控制既有区间隧道结构变形是选择其周边后建工程地下围护结构及施工工序的关键。要想控制基坑开挖对邻近地铁隧道结构的影响，确保地铁线路的正常运营，这还需要在提前预测的基础上，来采用信息化施工，根据被保护对象的实际状态来调控、优化基坑工程的施工，客观准确地评价基坑施工对邻近既有地铁隧道结构的影响，以保证既有地铁隧道的运营安全，最大限度地减小基坑开挖对地铁线路正常运营的影响。

1.2国内外相关研究现状

近年来，基坑开挖对邻近地铁隧道结构的影响受到了国内外诸多学者的关注。

1.2.1国内方面研究

常规支护结构设计一般采用规范推荐的平面竖向弹性地基梁法[1，2]及三维弹性地基板法，这两种方法均可模拟实际施工工况并计算挡土结构与支撑体系的内力和变形，三维方法还可以考虑围护结构的空间效应。但当环境保护成为设计中的控制因素时，这两种计算方法则由于在计算模型中无法考虑基坑周边的重要建（构）筑物，不能直接计算对周边环境的影响。因此在对于基坑开挖的环境效应进行分析时存在一定的局限性。

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