深基坑开挖对邻近既有地铁隧道及轨道结构的影响研究

新建基坑工程施工过程中,在确保基坑自身安全的同时,也要控制由于基坑施工引起的土体位移,保证邻近地铁的安全和正常运营。以北京某深基坑工程为例,应用数值模拟方法研究了深基坑开挖施工对既有地铁区间隧道及轨道结构的影响,研究结果表明:受基坑与隧道位置关系影响,基坑开挖对邻近地铁隧道及轨道结构的影响主要以朝向基坑方向的水平位移为主,对轨道几何形位的影响较小;隧道及轨道结构的水平及竖向位移、轨道的轨距及水平变化沿隧道轴线方向呈"一"字形均匀分布,随着施工步序变化的时程曲线呈勺状分布;当基坑侧壁与盾构隧道水平净距l2h(h为基坑开挖深度)时,基坑开挖对邻近地铁隧道及轨道结构的影响较小,可以2h为界限将基坑施工邻域分为强影响区和弱影响区;基坑支护结构采用双排桩时,较单排桩而言可明显降低基坑开挖对地铁隧道及轨道结构的影响,尤其可抑制隧道结构水平位移的发展。     

软土地区基坑开挖对邻近地铁隧道影响数值研究

利用PLAXIS 2D软件对软土地区基坑开挖且邻近既有地铁隧道的工况进行模拟研究,分析了在既有地铁隧道附近进行基坑开挖时对隧道的影响程度和影响机制;通过改变基坑与隧道的距离、基坑开挖深度和地连墙深度3项变量因素,进一步得到了既有地铁隧道的内力和位移变化规律。研究表明:基坑和隧道之间的距离越近,对隧道的影响就越明显,1倍直径距离的隧道水平位移最大值是2倍直径距离的2.21倍;基坑开挖深度的增加对隧道各项指标的影响明显,深度越深,隧道水平位移明显增大,而且地连墙水平位移最大值和弯矩最大值也明显增大;地连墙深度增加所带来的影响较小,但是会明显改变隧道的竖向位移。     

大型基坑分区开挖对邻近地铁的影响

本文通过现场实测数据分析了大型基坑分区开挖对临近地铁车站以及车站两端盾构隧道竖向和水平向变形的影响。分析结果表明:受邻近基坑开挖卸荷的影响,在竖直方向车站产生了隆起变形,盾构隧道受地质条件差异和施工参数的影响,既有沉降也有隆起;在水平方向车站和隧道均朝向基坑移动;流变对车站和隧道竖向变形影响较大,因流变而产生的竖向变形可占总变形的50%;分区开挖由于可以充分利用中隔墙对基坑变形的约束,以及时空效应对变形的影响,因此可以有效地减小基坑开挖对邻近地铁变形的影响。     

基坑施工对邻近地铁盾构隧道影响的研究分析

某项目邻近既有地铁盾构隧道,针对基坑施工对地铁盾构隧道的影响展开研究。首先,根据地质条件和工程特点,通过数值模拟分析施工对既有地铁线路的影响,预判地铁结构的变形量及变形特征,并参照相关规范提出控制指标;然后制定监测方案并组织现场监测工作;最后,通过对现场监测数据与数值分析结果进行比较分析,从而综合判断基坑开挖对既有地铁隧道结构的影响。研究结果表明,在正常施工条件下,既有地铁隧道结构的变形均在控制范围之内;随着基坑开挖卸载,既有地铁隧道结构道床有隆起趋势,基坑开挖至设计深度后,变形趋于收敛,而随着主体结构的施工变形有所回落。     

施工对邻近有轨电车及下穿盾构区间结构安全影响评估

为了更加深入地分析基坑开挖过程对周围环境与构筑物的影响,本文结合广州琶洲港澳客运口岸项目基坑工程,通过使用midas GTS/NX软件模拟计算基坑工程施工过程中基坑底部在建地铁盾构隧道、邻近有轨电车的结构位移,评估基坑工程在各施工工况下有轨电车、盾构隧道结构的安全状态.有轨电车道床结构、盾构隧道结构水平、竖向位移极值各项数据计算结果表明:施工对邻近既有有轨电车结构和在建地铁隧道形成一定影响,最不利影响处于有轨电车、地铁左右线在基坑施工范围段停车的极限工况,但各位移极值均未超过允许范围,因此,该基坑施工过程不危及邻近有轨电车结构和地铁隧道的整体安全.     

基坑施工对邻近运营隧道变形影响全过程实测分析

既有运营地铁隧道因邻近基坑施工发生变形,对地铁隧道正常使用和安全运营带来不利影响。根据基坑施工期间邻近运营地铁隧道变形监测数据,对隧道变形从基坑围护结构施工开始至开挖结束进行了全过程分析。研究结果发现:TRD施工对邻近隧道存在挤土作用,隧道呈现"水平收缩,竖向拉伸"变形模式;三轴水泥搅拌桩施工引起隧道向基坑方向位移;地下连续墙施工对邻近隧道相当于侧向卸荷作用,隧道呈现"水平拉伸,竖向收缩"变形模式。围护结构与基坑开挖施工间隙产生的道床沉降量占总道床沉降量比例最大,达到了70.24%;隧道水平位移在围护结构施工阶段增加量最为突出,占总水平位移量43.81%;隧道收敛在基坑开挖阶段增加量最大,占总隧道收敛量的55.26%。建议类似工程根据隧道变形发展规律,制定不同施工阶段变形控制措施,使邻近隧道各项变形处于安全、可控范围。     

深基坑开挖对邻近地铁车站结构变形的影响研究

选取软土地区某邻近既有地铁线路的深基坑工程,研究了深基坑开挖对其邻近既有地铁地下车站结构的影响。利用MIDAS GTS建立深基坑开挖的三维有限元模型,通过数值模拟得到基坑开挖条件下基坑支护结构、基坑及其周边地层、地铁车站结构、盾构隧道结构的变形分布情况,明确了深基坑施工影响下其邻近既有地铁线路的变形规律,为后续进一步采取控制措施提供借鉴。     

桥桩施工对邻近既有地铁隧道影响研究

运用MIDAS GTS NX有限元软件模拟桥桩施工对既有地铁隧道结构的变形影响,并与实测值作对比,探究了桥桩施工工况下对邻近既有地铁隧道的变形影响程度。通过运用控制变形的方法,研究了有无钢套管、桩-隧相对位置、桩-隧水平净距、桩径4个因素分别引起的邻近地铁隧道的受力变形规律。研究结果表明:利用软件模拟计算得到的隧道竖向位移要大于实际监测值;有钢套管的桥桩施工对邻近既有地铁隧道的影响较小;桥桩越长、桩径越大对既有地铁隧道影响就越大;桩-隧水平净距越大,邻近既有地铁隧道产生的变形就越小。     

堆土加卸载与基坑开挖叠加对既有隧道变形的影响研究

针对堆土加卸载与基坑开挖叠加效应导致既有地铁隧道变形较大的问题,建立考虑加卸载叠加效应影响的三维空间分析模型,研究不同堆土加卸载叠加基坑开挖卸载模式对邻近地铁隧道变形规律的影响,探讨隧道在堆土加载、移土卸载再叠加基坑开挖下的变形规律。结果表明:正上方堆土加卸载对隧道的竖向位移影响较大,是侧向堆土加卸载的3倍～5倍; 在经历堆土加卸载后,隧道会残留不可忽视的变形,其残留竖向位移约为加载后位移的62%; 堆土加卸载叠加侧方基坑开挖时,隧道变形受基坑开挖深度的影响较大,大于隧道埋深的开挖阶段会加剧隧道变形; 4种叠加模式中,正上方堆土加卸载-侧方基坑开挖卸载隧道最终竖向位移最大,约17 mm,侧方堆土加卸载-异侧基坑开挖卸载隧道最终水平位移最大,约8 mm,邻近隧道施工时应充分考虑叠加效应的影响,尽量避免这两种情况。     

基坑开挖对临近既有盾构隧道影响的机理研究

基坑开挖会对临近既有盾构隧道产生不利影响。分析了基坑开挖对临近既有隧道变形的影响机理,理论分析结果表明:基坑开挖卸载使隧道水平方向压力减小,导致隧道产生朝向基坑侧的水平方向位移;收敛变形仍呈"水平向拉伸、竖向压缩",但变形会加剧;首次提出基坑开挖深度决定了隧道竖向产生隆起或沉降;降水会使隧道产生下沉。收集了11项国内基坑工程实例,对实测数据进行了统计分析,结果表明:隧道最大水平位移值与隧道和基坑的净距离呈幂函数关系,提出了隧道最大水平位移值的经验公式,实测结果验证了影响机理理论分析的可靠性。     

明挖基坑开挖步长对下方已建地铁隧道影响分析

针对重叠隧道中上部公路隧道施工对下卧地铁隧道影响的几个关键影响因素,文章采用数值模拟方法探讨了下穿隧道施工中不同开挖步长、不同净距、不同埋深条件下进行基坑开挖时,土体位移、下部盾构隧道变形和管片结构受力特征。得出了基坑开挖步长越大、隧道之间净距越小、下穿隧道顶板埋深越大,则土层和盾构管片上浮变形量越大等重要结论,对类似工程的设计和施工具有重要的指导作用。     

上下同步逆作法深基坑及邻近地铁车站变形分析

以北京上下同步逆作法基坑工程为背景,运用PLAXIS 3D有限元软件对上下同步逆作法基坑施工的全过程进行模拟,研究上下同步逆作法基坑的受力、变形特性及其对邻近地铁车站的影响.结果 表明:上部结构施加的竖向荷载和地下连续墙水平荷载耦合会增大地下连续墙水平位移和弯矩;地下连续墙后有地铁车站存在时,由于其遮蔽作用,地表沉降范围随开挖深度增加基本不变,最大沉降比无地铁车站时大17％;随开挖深度增加,二期立柱的隆起随坑底隆起增大不断增大,而一期立柱则在坑底隆起和上部荷载共同作用下由隆起逐渐转为沉降;地铁结构埋深和距基坑边缘的距离对结构变形量和变形形式影响显著,地铁结构的最大变形与基坑开挖深度近似呈线性正相关.     

上下同步逆作法深基坑及邻近地铁车站变形分析

以北京上下同步逆作法基坑工程为背景,运用PLAXIS 3D有限元软件对上下同步逆作法基坑施工的全过程进行模拟,研究上下同步逆作法基坑的受力、变形特性及其对邻近地铁车站的影响.结果 表明:上部结构施加的竖向荷载和地下连续墙水平荷载耦合会增大地下连续墙水平位移和弯矩;地下连续墙后有地铁车站存在时,由于其遮蔽作用,地表沉降范围随开挖深度增加基本不变,最大沉降比无地铁车站时大17％;随开挖深度增加,二期立柱的隆起随坑底隆起增大不断增大,而一期立柱则在坑底隆起和上部荷载共同作用下由隆起逐渐转为沉降;地铁结构埋深和距基坑边缘的距离对结构变形量和变形形式影响显著,地铁结构的最大变形与基坑开挖深度近似呈线性正相关.     

上跨地铁构筑物施工过程对既有地铁隧道结构影响分析

依托丰镐三路地下通道项目，研究上跨地铁构筑物施工过程对既有地铁隧道结构的影响。研究结果表明：当地铁隧道与邻近基坑的水平距离小于4 m时，隧道受基坑开挖卸荷的影响较大，此时隧道不论水平位移还是竖向位移均相对较大；当水平距离大于10 m时，二者均显著减小。根据对西安类似工程类比分析可以得出本项目对既有地铁1号线结构的安全影响可控。基坑施工前后，隧道结构最大主应力仅产生了极小波动，可以认为在基坑施工前后，隧道结构应力状态基本不变。     

郑州粉土基坑开挖对下卧地铁隧道的影响

针对基坑开挖导致正在服役的下卧地铁隧道产生隆起变形而影响地铁运营安全的问题,以郑州东区粉土土质情况下邻近地铁的基坑工程为案例进行研究。通过室内土工试验得到了郑州粉土的相关具体力学参数取值,并建立了基坑开挖对下卧服役地铁隧道影响的三维数值分析模型,分析了基坑开挖对下卧地铁隧道的位移影响。结果表明:基坑开挖对下卧地铁隧道竖向位移的影响远大于对水平位移的影响;郑州东区粉土土质条件下的基坑开挖对下卧隧道竖向位移的影响要远小于上海黏土土质在经历相同基坑开挖工况下产生的对隧道竖向位移的影响;使用常规分层开挖方法进行基坑开挖引起的隧道竖向最大位移值超过了郑州地铁保护标准;采用提出的施作抗拔桩并分块开挖及时堆载的方案能大幅度减小基坑开挖对下卧服役地铁隧道竖向上浮量的影响;研究成果对郑州粉土地区基坑开挖条件下的下卧服役地铁隧道保护具有指导意义。     

深基坑分层开挖对邻近盾构隧道的影响分析

基坑工程的施工经常出现在已建盾构隧道的附近,从而必然使已建隧道产生附加变形。为了研究基坑开挖对邻近已建盾构隧道的影响,通过有限元软件PLAXIS针对某深基坑开挖对邻近地铁隧道的影响进行了一系列的模拟,土体本构模型采用PLAXIS小应变土体硬化模型。分析表明：基坑开挖将对邻近隧道产生很大的影响,盾构隧道不仅在水平方向会发生较大的位移,而且在竖直方向也会发生一定的沉降且沉降量不能忽视。     

基坑开挖对周边环境影响的三维数值分析

基坑开挖会对邻近既有隧道及土体变形特性产生重要影响。基于Midas GTS420研究基坑开挖对周边土体、支护结构及邻近双向水平隧道的变形特性影响。数值模拟结果表明:周边土体沉降主要发生在开挖基坑长边中部及拐角部位,最大沉降位置位于围护结构外约1/3基坑宽度处;围护结构的最大水平位移位于基坑长短边拐角处,当基坑开挖深度接近于临界深度时,水平位移迅速增大;隧道的横向位移存在一个临界埋置深度,其深度约9m。     

软土深基坑临近城际铁路盾构隧道影响性分析

某软土深基坑临近城际铁路盾构隧道,基坑施工对城际铁路影响较大,建立了包含了基坑及既有城际铁路结构的三维计算模型,分析了盾构隧道和轨道结构的竖向和水平位移的变化规律。研究得出盾构隧道的最大竖向位移和水平位移分别为2.102、5.706mm,轨道结构最大沉降和差异沉降分别为1.469、0.337mm,均小于控制允许值,城际铁路隧道结构和轨道结构位移余量足够;最大位移发生在城际右线盾构隧道与基坑中心对齐处,需在现场监测中重点关注加密测点;基坑开挖阶段对城际铁路影响最为明显,是地铁结构安全保护的关键步骤。     

基坑分区开挖对隧道的影响

文章以紧邻合肥地铁3号线祁门路站-大剧院站区间既有隧道上方的合肥市怀宁路天鹅湖下穿隧道涉轨段基坑工程为依托,使用MIDAS软件模拟基坑施工及隧道修筑过程,研究分析基坑的不同开挖方式对下卧既有地铁结构的影响,研究结果表明:通过优化基坑的开挖方式,及时回筑隧道结构,能有效降低地铁隧道的位移变形,竖向位移降低了49%。     

基坑开挖对邻近地铁隧道的影响

越来越多的基坑开挖邻近既有地铁线路,这就对基坑支护及既有地铁线路的保护提出了极高的要求。基于天津某邻近既有地铁线路的基坑工程实例,对实测数据进行分析,得到:使用对撑可以减小围护结构变形且对撑的线刚度对其约束变形的能力影响很大;随着基坑开挖的进行,基坑围护结构水平位移逐渐变大,变形模式也由悬臂形逐渐转变为内凸形;基坑开挖会对邻近既有地铁线路产生影响,由基坑开挖引起的隧道结构隆起变化规律受地下连续墙变形模式影响较大。