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108 低 温 建 筑 技 术 2013年第 12期(总第 186期) 竖井施工对周边构筑物的影响分析 何振锋 ， 张焕科 ， 李亚勇 (1．天津大学建筑工程学院 ，天津 300072；2．重庆大学土木工程学院， 重庆 400045 3．重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室， 重庆 400030) 摘【 要】 城市轨道交通在建设过程中经常会涉及到通风竖井的施工，本文 以重庆市轨道交通六号线上新 街地铁车站通风竖井为依托，采用MIDAS—GTS有限元分析软件对竖井的开挖和支护过程进行数值模拟 ，通过计 算分析临近高压输电塔的基础应力 ，分析不同工况下高压输电塔的基础位移响应 ，得到了竖井开挖对临近高压输 电塔的影响，并提出合理的施工、支护措施建议。 【关键词】 车站竖井；数值模拟；基础应力；基础位移 【中图分类号】 TU941 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2013)12—0108—03 随着我国对地下空间资源的开发利用，竖井在地 2 车站竖井开挖过程模拟 下工程建设 中占据越来越重要的地位。竖井基坑的 2．1 参数选取 开挖对邻近建、构筑物的影响是一个复杂的共同作用 根据车站竖井地质勘查报告提供的数据，竖井周 问题。竖井的开挖破坏 了岩体内的原有应力场，为达 边围岩级别为Ⅳ级，考虑结构面、裂隙水等因素的影 到新的平衡，竖井周围的岩体和地表都会发生移动变 响，采用的围岩物理力学参数及衬砌结构材料力学参 形。施工技术理论的研究，至今仅停留在简单的结构 数参数见表 1。 分析…，然而，地下工程的地质条件非常复杂，难于准 确预测，由此决定的施工因素的变化同样不能准确预 表 1 岩体物理力学参数 计，由此引起的灾害时有发生。施工因素对围岩安全 性的影响很大，对于软弱围岩来说甚至往往起决定性 的作用 J。传统的施工过程变形行为研究只考虑材 料因素，通过实验建立模型和方程式，这除了对数学 知识有较高的要求外，所能解决的实际工程问题也很 有限 。所以，对竖井开挖引起的地层位移和变形 以及邻近建、构筑物的变形影响进行分析，提出较为 可靠的预测与评估控制方法具有重要的实际意义 J。 1 车站竖井工程概况 2．2 数值分析模型 重庆市轨道交通六号线一期上新街车站及 区间 根据竖井的实际施工情况 ，本节采用MIDAS／GTS 隧道 工程 的起 止里程 为 DK12+100～DK12+ 软件中默认的四面体单元，建立了三维有限元模型进 812．767，分为明挖段和暗挖段，里程 DK12+447．200 行数值模拟。模型竖直方向选取 z方向，向上为正； ～ DK12+570．391为暗挖段 ，暗挖段包括车站主体暗 水平选取 、y两个方向。竖井断面尺寸为7．96mx 挖、通风竖井及风道、出人 口各一处 ，里程 DK12+ 19m，上新街车站隧道断面宽度为22．94m，截面高度 570．391～DK12+657．200为明挖段。 为 18．09m，为保证数值模拟结果的准确性 ，取三倍洞 上新街车站竖井位于上新街车站北侧，地处一山 径来定义模型尺寸，模型范围XY=133m ×160．58m， 岭斜坡半腰 ，深 51．705m，在 竖井 西南侧 水平 约 上部取至地表。计算模型共剖分为 148366个单元 ， 12．455m处坡顶部位有一高压 电塔 ，两者高差约 28188个节点，三维计算模型见图1。竖井及风道初期 5．76m，无其他大型建筑或构筑物，为避免竖井施工过 支护见下图2。计算模型的 、l，方向分别添加水平向 程中对高压电塔可能产生的扰动，确保高压电塔在施 约束，z方向模型底部添加竖向约束，顶部地