第 48卷第 6期 2017年 6月 Vb1．48 No．6 Jun．2017 建 筑 技 术 Architecture Technolozv ·645·
复 杂 地 下 空 间 隧 道 开 挖 变 形 及
受 力 数 值 模 拟 分 析
郭 超 ， 卢 意 2， 龚 毅 2， 崔 江 余 2
(1．北京建工土木工程有限公司，100015，北京；2．北京交通大学土木工程学院，100044，北京)
摘 要 ：北京五棵 松地下停车库工程下穿 1号线地铁横通道 ，施 工中采用理论计算分析及数值模拟计算
方法 ，选取岩土数值分析软件 MIDAS GTS／NX，建立三维模型模拟横向通道开挖和支护结构施工的实际过程 。
从计算分析施 工引起的隧道和 已有结构 的变形和受力结构得出了各结构 的变形规律和受力规律 ，并指导和预
测施工 ，对施 工过程制订预案 ，保证施工安全有序的进行 。
关键词 ：下穿隧道 ；斜坡隧道 ；数值模拟
中图分类号 ：TU 745 文献标志码 ：A 文章编号 ：1000—4726(2017)06—0645—04
NUMERICAL SIMULATIoN ANALySIS oF DEFORMATION AND FORCE OF
TUNNEL IN COMPLEX UNDERGRoUND SPACE
GUO Chao’ ， LU Yi ，GONG Yi’ ， CUI Jiang．yu’
(1．BCEG Civil Engineering Co．，Ltd．，100015，Beijing，China；2．Beijing Jiaotong University,100044，Beijing，China)
Abstract：In the case of under the Metro Line 1 cross—channel in Beijing Wukesong underground
parking garage proj ect，using theoretical calculation and numerical simulation，the numerical analysis
software named MIDAS GTS ／NX iS selected to build a dimensional model by simulation of lateral
channel excavation and supporting the actua1 construction process．From the results of calculation and
analysis。the force and deformation laws of each structure are obtained．The reasons based on theory
are analyzed．Finally,by guiding and predicting the project we can take the necessary precautionary
measures for the project to make the construction of safe and orderly conduct．
Keywords：under cross the tunnel；slope tunnel；numerical simulation
随 着 城 市 化 进 程 的 加 快 和 日趋 三 维 化 ，地 下 隧
道 工程 呈现 规模 大 、开挖 深 、立体 化程 度 高 、考虑 因
素 多等 特 点 ，增 加 了隧道 工程 的难 度 和风 险 。城 市 隧
道 工程 通常 处于 房屋 和 生命 线工程 密 集地 区 ，若隧 道
开 挖 引起 的地 层移 动对邻 近 建筑物 和 构筑物 的 附加 荷
载 、位 移过 大会 导致 建 (构 )筑物 的破 坏 。
白海 卫 分 析 了 隧 道 开 挖 引 起 周 围 土 体 变 形 的
模 式 和 新 建 隧 道 下 穿施 工 的 力学 原理 ，总 结 了下 穿
施 工 对 既 有 隧 道 影 响 的 因 素 ，通 过 理 论 分 析 、数 值
模 拟 和 原 位 实 验 等 方式 ，研 究 了下 穿施 工 对 既 有隧
道 纵 向 结 构 性 能 的 影 响 。 卢 光 杰 利 用 理 论 分 析 的
方 法 对 上 穿既 有地 铁 隧 道 的 作 用 机 理 进 行 研 究 ，明
确 了 既 有 地 铁 隧 道 的变 形 机 理 和 夹 层 土 体 对 穿 越 工
程 的 重 要 性 。张 治 国 等 人 采 用 两 阶 段 分 析 方 法 ，
提 出了 邻 近 开 挖 对 既 有 软 土隧 道 纵 向受 力 变 形 影 响
的 简化 计 算方 法 。
收稿日期：2017-02-17
作者简Or：郭超 (1986一)，男，黑龙江桦南人，e．mail：hugch．2008
@163．tom．
1 工 程 概 况
北 京 五 棵 松 地 下 停 车 库 工程 南侧 过 街 通 道 包 括
东 、西侧 车 行通 道和 中1司人行通 道 ，其北 端连接 新 建
五 棵松 地下 停车 库 ，南端连 接 解放军 总 医院新 建1、-i诊
楼 。3条 通道 均 南 北向 穿越 复兴 路及 地 铁 l号线 五棵
松 站 至 万 寿路 站 因 司。中 间 人行 通 道 总 长 187．2m，
分 南 北 向通 道 和 东 西 向通 道 两 部 分 。南 北 向通 道 长
138-3m，均 为 平 顶 直墙 断 面 。北 段 38_3m 采 用上 下
两 层 十 导 洞 开 挖 ，净 空 尺 寸 15．3m x 9．55m；南 段
100m 采用 上 下 六 导 洞 开 挖 ，净 空 尺 寸 9．1 m x 5．8m
和 9．1 m x 7．6m。东西 向通 道包 括 49m 长 的主通 道 、
44．2m 长 的 支通 道 和一 个 8．1 m 的连 接 通 道 。中 间 人
行 通 道 设置 施 工 竖 井 1座 ，矩 形 断 面 ，初 衬 内净 空
5．5m x 18-3m，井 深 22．7m (图 1)。
2 数 值 模 拟
2．1 计算 模型 基本 假定
本 文采 用 Midas软 件来 进 行数值 模拟 计算 ，在进
行 数 值模 拟 计 算 时做 如 下 假 定 ： (1)土 体均 视 为各
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1 东两通道半刮面
(a)东两通道 面； (b)东两通道剖面 (A—A)
向 同 性 的 均 匀材 料 ； (2)考 虑
复杂地下空间隧道开挖变形及受力数值模拟分析（论文）.pdf
