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第42卷第lO期山西建筑Vo1．42No．10

2016年4月SHANXIARCHITECTUREApr．2016·153·

文章编号：1009-6825(2016)10—0153—03

邻近地铁隧道深基坑施工的数值模拟分析及对策

张粱鹏

(天津市地下铁道集团有限公司，天津300051)

摘要：以天津某邻近地铁隧道深基坑工程为背景，采用三维有限元软件建立数值分析模型，动态模拟了基坑施工的全过程，分析

了基坑围护结构变形和邻近地铁隧道的位移特点，并对设计方案进行了优化比选，在经济的基础上满足了隧道变形及位移控制

要求。

关键词：地铁隧道，基坑，数值模拟，围护结构

中图分类号：U445文献标识码：A

0引言与实际规律趋于一致J。在实际施工中，可采用数值分析的方法

利用有限元分析软件对围护结构及隧道变形位移进行模拟，实现

随着城市轨道交通线网密度及站点覆盖率的增加，越来越多

对围护结构设计方案的分析比选，确定与具体工程地质条件相适

的深基坑工程在地铁沿线施工，作为地下工程的地铁隧道尤其是

宜的经济合理的设计方案。

已运营线路对变形要求极为严格，如何对既有地铁隧道采取有效

的保护措施，安全稳定的完成基坑开挖施工，是目前需要重点研1工程概况

究的一个课题。天津某邻近地铁隧道深基坑工程长75m，宽10．8m，基坑开

国内外许多专家学者对深基坑围护结构变形规律进行了大挖深度26m，设5道混凝土支撑，地铁隧道为圆形钢筋混凝土管片

量试验和研究，部分专家学者对邻近隧道基坑工程的围护结构及拼装结构，外径6．2m，覆土埋深16．8m，距基坑(未含围护结构)水

隧道变形做了详细的监测和分析，并提出了坑底加固、堆载、盆式平距离为6．3m。基坑地质条件从上至下如图1所示，其中⑧砂

开挖配合钢管斜坡撑、分条分块开挖等保护措施2J。还有一些质粉土(层厚0．5m)，⑨。砂质粉土(层厚1．4m)，⑨：。粉砂(层厚

专家学者对基坑开挖过程数值模拟进行了深入的研究，对土体本0．4m)其含水量较大可视为承压含水层，基坑以下14m以上还

构模型结合数值模拟与实测进行了对比分析，总结出了各模型的存在⑩：粉砂(层厚1m)，⑩4粉砂(层厚4．2m)，⑥2粉砂(层厚

特点及适用性，采用相应模型，经工程实测结果验证模拟变形量1．5m)承压含水层，存在一定的风险隐患。

压力的变化规律。监测结果表明：隧道开挖后，深埋隧道围岩压北京：北京交通大学硕士学位论文，2012．

力在短期内迅速增大，之后变化缓慢直至趋于稳定，隧道施工的[3]吴祖松．公路隧道围岩压力计算方法与监测研究[D]．重

间断及隧道下台阶的开挖都会对隧道围岩压力产生影响，使压力庆：重庆交通大学。2008．

值发生变化。[4]曲海锋，杨重存，朱合华，等．公路隧道围岩压力研究与发展

基于围岩压力监测结合数值模拟对深埋隧道V级围岩的衬[J]．地下空间与工程学报，2007，3(3)：536-543．

砌结构进行了受力分析，分析结果表明：深埋隧道衬砌结构拱顶[5]赵伶杰，贺少辉．大跨度高边墙地下洞室围岩压力研究[J]．

和仰拱处轴力变化不大，拱脚处轴力最大，拱顶处轴力最小；相比地下空间与工程学报，20o5(6)：863-866．

轴力变化，衬砌结构