【摘 要】
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在既有运营地铁隧道附近进行的基坑开挖工程,深入、系统地研究基坑开挖施工对邻近既有隧道影响的机理及控制措施已成为了亟待解决的一大课题。1、本文通过缩尺寸模型模拟基坑不同开挖深度、不考虑地下水、考虑地下水以及地下水不同的水位高度进行模型试验研究,分析模型试验中地下管线管顶的土压力变化以及隧道收敛变形值的变化与基坑开挖范围在时间上、空间上的分布规律,并探究引起这些变化的机理。通过对现有工程案例的实测结果
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在既有运营地铁隧道附近进行的基坑开挖工程,深入、系统地研究基坑开挖施工对邻近既有隧道影响的机理及控制措施已成为了亟待解决的一大课题。1、本文通过缩尺寸模型模拟基坑不同开挖深度、不考虑地下水、考虑地下水以及地下水不同的水位高度进行模型试验研究,分析模型试验中地下管线管顶的土压力变化以及隧道收敛变形值的变化与基坑开挖范围在时间上、空间上的分布规律,并探究引起这些变化的机理。通过对现有工程案例的实测结果分析,研究基坑开挖对下方隧道影响,得出对实际工程有用的参考。2、结果表明:在基坑开挖过程中,对下方既有隧道存在一个土压力影响线,当达到一定深度时,基坑开挖只对隧道上方土压力影响线以下的区域产生影响,我们可以称之为影响区,通过对试验尺寸参数计算,土压力影响线与隧道顶平面上的角度大致为60°。当基坑开挖时,由于基坑范围卸载,会使开挖范围以外的下卧隧道的相对刚度逐渐减小,从而持续被压收敛,使基坑内外的隧道产生“草帽式”变形。在考虑地下水影响时,测点位移随着基坑开挖深度的增加而增大,且隧道的收敛变形曲线是一个开口向上的“抛物线”。3、对比基坑开挖深度、不考虑地下水、考虑地下水以及地下水的不同深度这三种工况进行分析,在基坑内无地下水时,基坑开挖过程中各测点的累计土压力变化量比存在地下水时各测点累计土压力变化量要小,且地下水位越高各测点的土压力累计变化量就越大。当基坑开挖深度与坑底至隧顶之比小于1时,基坑开挖对坑外隧道的土压力影响小,当基坑开挖深度与坑底至隧顶之比大于1时,基坑开挖对坑外隧道上方的土压力变化影响会急剧增大。考虑地下水影响的基坑开挖要比不考虑地下水的基坑开挖各测点的累计位移变化量要大,且地下水位越高,各测点的位移变化量越大,地下水位110cm的测点累计位移>地下水位100cm的测点累计位移>地下水位90cm的测点累计位移>无地下水的测点累计位移。4、实测结果结果表明:对于隧道上行线,离基坑开挖中心0.67倍基坑宽度处的隧道测点竖向位移变化较小,离基坑开挖中心距离达到1.33-2倍基坑开挖宽度左右时的沉降量最大;基坑开挖影响区内各测点累计竖向变形曲线大致是一个中间高的“W”型;隧道在基坑内隆起,在基坑外下沉,在整个施工影响区域内产生“扁担式”变形;对于隧道的下行线:距离基坑开挖中心越近产生的沉降越大,开挖对隧道影响较为明显的区域为距离基坑开挖中心0.67倍基坑开挖范围内,当达到1.33-2倍基坑开挖宽度后,管线沉降最大,下行线各测点的累计竖向变形曲线大致呈中间小的“M”型分布。图[58]表[7]参[39]
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