【摘 要】
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近些年来,我国不断深入推进城市的发展建设,地下轨道交通作为城市交通网络的重要组成部分,对缓解城市内部交通拥挤以及土地匮乏的问题做出了重要贡献。随着地铁线路的不断建设增加,临近地铁区间隧道施工的深基坑工程越来越多。深基坑开挖引起的周围土体的应力场、位移场的改变使得临近地铁隧道受到土体附加应力作用产生变形。如果不能对隧道的变形进行准确的预测以及合理的控制,那么基坑开挖过程中隧道结构可能会在与周围土体的
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近些年来,我国不断深入推进城市的发展建设,地下轨道交通作为城市交通网络的重要组成部分,对缓解城市内部交通拥挤以及土地匮乏的问题做出了重要贡献。随着地铁线路的不断建设增加,临近地铁区间隧道施工的深基坑工程越来越多。深基坑开挖引起的周围土体的应力场、位移场的改变使得临近地铁隧道受到土体附加应力作用产生变形。如果不能对隧道的变形进行准确的预测以及合理的控制,那么基坑开挖过程中隧道结构可能会在与周围土体的协同变形中发生破坏,影响地铁的运营安全。本文在总结深基坑开挖卸荷和隧道变形机理的基础上,以某深竖井基坑工程为背景,将现场数据监测与使用Midas GTS NX软件展开的数值模拟分析相结合,系统地研究了深竖井基坑开挖过程对临近地铁隧道的变形影响,为今后一些类似的基坑工程提供了一些设计参考价值和工程借鉴作用。本文主要研究的内容和成果如下:（1）对基坑开挖引起临近隧道位移变形的国内外研究现状进行总结,并归纳出基坑变形特征、影响隧道变形的主要影响因素及控制措施。（2）结合该深竖井基坑工程建立三维有限元模型并进行施工工况分析,结果表明:随着基坑开挖工况的进行地连墙最大水平位移不断增大,最大水平位移发生位置沿地连墙深度方向不断下移,开挖完成时地连墙最大水平位移为9.42mm;近隧道侧坑外地表沉降最大值为4.87mm,最大沉降发生在距离基坑边10.69m处;各工况下基坑开挖对左线隧道的影响明显小于右线隧道,同一隧道不同截面位置受到基坑开挖的影响也存在差异;随着开挖的进行,隧道水平位移随之增大,竖向位移受不同工况下基坑与开挖面的空间关系影响在工况4-工况6阶段逐渐减小,在工况7-工况10阶段不断增大,隧道最大水平位移与竖向位移分别为2.87mm和-2.21mm。（3）通过数值模拟结果与现场监测值的对比分析,发现无论是基坑自身变形还是隧道变形的数值模拟与现场监测结果基本一致,误差较小,两者位移变化曲线的趋势也大致相同。验证了模型参数的合理性以及分析结果的可靠性。（4）分析了基坑与隧道之间不同的水平距离、隧道埋深、地连墙厚度、内支撑截面面积四个不同影响因素下基坑开挖对临近区间隧道的变形影响。结果表明:隧道与基坑间水平距离在1倍基坑开挖深度范围内时,基坑开挖对隧道的变形影响较大,当隧道与基坑间水平距离超过1.5倍基坑开挖的深度时基坑开挖对隧道的变形影响较小。当隧道埋深超过基坑开挖深度时会改变隧道的水平与竖向位移变化规律且隧道的埋深对隧道的水平及竖向位移影响程度均较大。地连墙厚度及内支撑截面面积的增加对隧道的变形可以起到有效的控制作用,内支撑面积的增大对隧道竖向位移的控制效果略高于对隧道水平位移的控制效果。图[44]表[6]参[58]
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