深基开挖对临近隧道的影响性分析

发布时间：2020-11-04 23:47

　　 基坑开挖卸荷会使得临近既有隧道发生变形,对其正常运营与结构稳定性造成一定的影响。于是,研究开挖的影响性至关重要。随着我国城市化进程的不断加深,深基坑工程层出不穷,运营地铁侧方基坑开挖即为常见的一种。本文根据分析前人对相关基坑工程理论与实践的研究,总结其不足之处与尚需完善的问题,并以广州市白云区地铁2号线附近深基坑工程为例,采用有限元软件,对基坑开挖的全过程进行模拟分析,研究开挖卸荷对地铁隧道的变形影响,也为其它工程的设计、施工与监测提供一定的借鉴与参考。具体的工作内容有:(1)以广州市白云区2号线临近基坑为研究背景,采用有限元软件MIDAS/GTS模拟基坑开挖的全过程,研究开挖对侧方地铁的影响。分别分析地表的沉降、支护结构的变形以及隧道的横向变形、纵向位移等。然后以原模型为基础,设计岩土参数敏感性分析的方案,得出了各参数的敏感性大小排序情况。(2)以研究的基坑工程与数值模拟为基础,结合正交试验法的设计,分别研究隧道与地连墙的水平净距、基坑隧道的高差、内支撑的截面面积、地连墙的弹性模量四个因素对隧道变形的影响情况。根据设计方案进行一系列有限元模型的建立与计算,并采用极差分析和方差分析对所得结果进行具体分析,得出了各因素的影响规律与显著性情况。(3)为规避工程事故的发生,通过有限元模拟计算,并结合相关的实际工程的应用情况,分别研究对基坑坑底进行加固与对隧道周围土体进行加固对隧道变形的控制情况。然后选取较为有效的加固方案,分析其对隧道变形控制的效果。
【学位单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU753;U231
【部分图文】：

图 1-1 地下空间概念图Figure 1-1 Concept of underground space，我国大城市对地下空间开发利用的形式越来越丰富，但仍以建设为主。作为城市交通的动脉，地铁的大量建设与运营改善了城市日，极大地影响了周围沿线地区地下空间的开发利用。而地铁沿线地区地产生了大量的深基坑工程，侧方运营地铁基坑开挖即为常见的一运营地铁的保护工作带来了全新的挑战，要保证既有地铁隧道与车相应的位移控制极为严格，根据《城市轨道交通安全保护技术规范》的要求如下表所示：表 1-1地铁隧道相关的安全控制指标值[1]Table 1-1 Safety Control Index Values Related to Subway Tunnels控制指标隧道横向位移隧道竖向位移隧道径向收敛隧道变形曲率半径隧道相对

深基坑开挖对临近隧道的影响性分析然而，近年来基坑开挖的工程越来越多，规模也越大，深度越深，与周围建的水平距离也越小。由此会导致周围地表发生沉降甚至坍塌，周围建筑物与地及其附属结构也会发生变形开裂，产生的结构安全事故也越来越多。例如：（1）位于广州市江南大道的基坑发生严重坍塌，直接造成数人伤亡[81]。广州号线停止运营约 24 小时，邻近的宾馆塌陷并使得了多个商店发生火灾，影响较。事故基坑的周长 340m，原开挖深度为 17m，东侧为广州地铁二号线，设 4 层。造成事故的原因主要有：设计深度的变更、施工时间过长导致临时支护失效进行有效的监测分析等。

图 1-2 基坑滑坡（左）与承台脱落（右）[81]Figure 1-2 Foundation pit landslide (left) and cap off (right)（2）杭州地铁湘湖站邻近基坑在开挖过程中突然出现大范围坍塌，导致数十人伤[82]。该基坑的面积为长 107m×宽 21m，开挖至地下 16m，使用 800mm 厚度的地连和四道Φ609 钢管支撑的围护方案。造成事故的原因主要有：施工方支护结构存在陷且设置支撑架的时间较晚，没有按时对垫层进行浇筑；勘测方所给的土体力学参不符合土力学理论；设计方未能联系当地软土特点选用合适的围护设计参数。
【参考文献】

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本文编号：2870784