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房屋建筑深入地下已成为普遍现象,在既有地铁隧道邻
侧或者上方进行建筑施工的活动也与日俱增。然而,此类建
筑施工活动对地铁隧道产生了诸多影响,其中建筑物地下基
坑开挖施工对邻近既有隧道的扰动影响最为常见也最为明显。
主要表现为基坑开挖使得一定区域内土压力和地下水压力发
生变化,导致地铁隧道偏移和不均匀沉降等问题,严重时超
限的位移及变形会影响既有线运营的安全。在高水位敏感地
层开挖基坑,基坑周围的软弱土层更易受各项施工活动的扰
动影响,也就是说高水位敏感地层的基坑施工更容易引起管
涌、流砂、基坑失稳等不良情况的发生,可能会对既有隧道
造成更大影响。以杭州某地块工程为例,利用全仿真模拟件
建立富水地层中深基坑施工对邻近既有隧道影响的模型,研
究邻域施工过程中对隧道整体变形与受力状况的综合影响。
1 工程概况
该工程位于杭州市,紧邻已投入运行的杭州地铁 2号线。
该工程基坑开挖面积约 10 209 m 2,周长约为 421 m ,基坑开挖
范围内 地下水位高,地层敏感。紧邻本项目的既有隧道位于项
目南侧,受影响区段内隧道顶埋置深度约为 9 m ,基坑围护边
线距离盾构隧道最小距离约为 38.5 m 。本基坑施工影响范围内
的土层组成主要为杂填土、砂质粉土、粉砂、淤泥质土。基
坑底淤泥质粘土层厚、强度低、压缩性高、具有高灵敏度和
触变性。基坑分 2期施工,先施工距离隧道远的地下室,再施
工距离隧道近的地下室。对于南侧近地铁设施范围基坑处的
支护,一期施工时采用地下连续墙( 800 mm )+ 钻孔灌注桩
( 1 200@2 500 )的支护形式,二期基坑施工采用 800 mm 地下
连续墙。一期采用 3道钢混凝土支撑加强板带支撑体系(图 1)。
2 数值模型的建立
2.1
f?? K
采用 Plaxis 3D 流固耦合软件动态模拟开挖施工过程,得
1-1
杂填土
9-3
中风化凝
灰质砂岩
11.05 m
6.95
m
图1 三道钢混凝土支撑示意
出受影响范围内隧道受扰规律,并综合分析各因素对地铁隧
道的综合影响。模型以平行于轨道交通走向为 x方向,垂直
走向为 y方向,厚度方向为 z方向。设计的计算模型几何尺寸
x=300 m, y=250 m, z=100 m。模型参数中土体采用Plaxis内置的
Hss模型(表1),板单元采用弹性模型。
表1 土层基本参数表
层序 岩土名称
Es/MPa
E50/ MPa
Eoed/ MPa
Eur/ MPa m ra7 G0ref Rinter
1 素填土 3.0 3.0 3.0 12.0 0.7 0.1e-3 36.0 0.7
21 砂质粉土 6.5 6.5 6.5 26 0.9 0.1e-3 78.0 0.7
22 砂质粉土 6.2 6.2 6.2 24.8 0.9 0.1e-3 75.2 0.7
23 砂质粉土 7.8 7.8 7.8 31.2 0.8 0.1e-3 93.6 0.7
24 粉砂 12 12 12 48.0 0.8 0.1e-3 144.0 0.7
25 粘质粉土 4.5 4.5 4.5 18.0 0.8 0.1e-3 54.0 0.7
3 淤泥质粉土 2.8 2.8 2.8 11.2 0.8 0.1e-3 33.6 0.7
4 粉质粘土 7.8 7.8 7.8 31.2 0.8 0.1e-3 93.6 0.7
6 细砂 11 11 11 44.0 0.8 0.1e-3 132.0 0.7
81 圆砾 (35)(35)(35) 140.0 0.8 0.1e-3 420.0 0.7
[摘 要] ???n?
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[中图分类号] TU 71 b b b b b [文献标志码] B b b b b b [文章编号] 1001–523X(2021)12–0109–02
Numerical Analysis of Influence of Foundation Pit Construction on
Existing Tunnel in High Water Level Sensitive Stratum
Qiu Zhi-jian
[Abstract ]At present, the construction activities along the operating tunnels are more and more frequent, and the excavation
of foundation pit is one of the most common projects. However,the excavation of foundation pit near the existing tunnels will cause a
series of adverse effects on the tunnels. Taking a deep foundation pit construction in Hangzhou as an example ,Plaxis 3D finite element
software is used to simulate the influence of excavation of deep foundation pit project in high water level sensitive stratum on the existing
tunnel in the protection area,and the influence of foundation pit construction beside the existing tunnel is analyzed.
[Keywords ]high water level sensitive stratum ;foundation pit construction ;tunnel
高水位敏感地层基坑施工对既有隧道
数值影响分析
裘志坚
(杭州市地铁集团有限责任公司,杭州 310000)
收稿日期 : 2021-03-25
作者简介 : 裘志坚( 1973—),男,浙江嵊州人,高级工程师,主要研究
方向为地下工程。
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Engineering and Technology
高水位敏感地层基坑施工对既有隧道数值影响分析(论文).pdf