基坑开挖对邻近管道变形影响的数值模拟研究.pdfVIP

工程试验与研究广东建材2024年第2期

基坑开挖对邻近管道变形影响

的数值模拟研究

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裴生平邓尤术黎森宇黄耀鹏

(1中铁隧道局集团有限公司；2广东工业大学土木与交通工程学院）

【摘要】随着建筑业高速发展，城市地下空间工程被更广泛应用，基坑开挖的施工必然会对邻近

在役的管道造成一定的影响。以南沙某工程区内所进行的第三方基坑施工对邻近管道的保护工程

项目为依托，运用MidasGTS有限元软件分析基坑开挖深度、基坑支护结构位移大小形态以及基坑

支护结构类型变化时，此基坑开挖对邻近在役管道变形的影响规律，主要得到如下结论：基坑周边管

道位移随管道与基坑水平间距的增加呈先增大后减少的规律，基坑支护水平位移越大坑边管道位移

越大，基坑倾覆式的位移形态对周边管道影响最大。以实际工程作为依托，本文的研究成果可为深

厚软土地区其他类似工程提供参考。

【关键词】软土地层；管道变形；基坑开挖；邻近管道；数值模拟

随着社会经济发展带动城市空间的拓展，城市地下土中垂直轴对称开挖对附近地下管道的影响，并总结离

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空间工程的建设也越来越多，人们通过地下线路管道的心模型试验的结果；吴波等通过离心机模型试验研究

连接的依赖越来越大，不断涌现的下埋管道、地下综合地铁隧道施工对管线的影响，模拟结果表明，管线在施

管廊、地铁隧道和深大基坑等工程，使得地下空间工程工过程中处于安全状态，同时还进行了数值模拟分析和

施工难度越来越大，其安全性也越来越受到人们的重现场量测的地表沉降值的对比分析，验证结论的合理

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视，其中很多基坑工程的建设施工会对邻近在役的管道性。在现场监测研究方面，刘红岩等在前人提出的弹

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产生影响。实际工程中，基坑开挖会引起场地应力的性地基梁理论的基础上，提出根据现场实测地表沉降曲

重分布，继而打破邻近在役管道的受力平衡，引发管道线计算基坑开挖对引起邻近地下管线位移的方法，弥补

的变形，若引起变形过大则会使得管道发生不均匀沉前人假定地下管线上方地表沉降曲线为抛物线的不足，

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降，引发重大的工程事故，特别在深厚软弱地层条件下从而使计算结果更加准确；李镜培等采用现场设点实

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进行深基坑开挖，这种现象则更为明显，并且已有的测的方法对施工过程中各关键点位的位移的变化规律

相关规范对既有的邻近管道的变形提出严格的要求。进行监测，并将实测数据与类似条件的工程进行对比，

目前，学者们已深入运用多种方法研究基坑开挖对分析基坑自身结构及周边管线的变形特性，探究开挖深

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邻近在役管道的影响。在理论分析方面，唐孟雄等通度与空间效应对不同位置基坑结构及管线变形的影响。

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过回归分析求得基坑挡土墙侧向位移的表达式，通过地在数值模拟方面，吴峥等利用ABAQUS软件对某管廊基

表沉降与位移之间关系，求出地表任意点的位移表达公坑上跨管道的工程进行数值模拟分析，分