基坑开挖对下卧盾构隧道影响的数值分析.pdfVIP

低 温 建 筑 技 术 2010年第 7期(总第 145期) 基坑开挖对下卧盾构隧道影响的数值分析 林 JJI， 马永峰 (1．广东省珠海T程勘察院， 广东 珠海 519000；2．中石油华东勘察设计研究院。 山东 青岛 266071) 【摘 要】 以某盾构隧道上方近距离基坑开挖为背景，建立了基坑开挖对邻近盾构隧道衬砌内力影响的二 维数值分析模型，对实际施工工况进行模拟，动态地分析了施工过程中基坑变形及开挖对盾构隧道衬砌内力的影 响，研究结果表明：基坑开挖对下卧盾构隧道有较大影响，需在施工中加强对盾构隧道的监测与控制，基坑框架和 内墙对于改善盾构隧道位移和内力有明显的作用。研究结论可为优化设计和施工提供了有益的参考。 【关键词】 基坑；开挖；盾构隧道；数值模拟 【中图分类号】 TU473．2 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2010)O7—0084—03 0 引言 三跨结构 ，结构平面为一矩形结构 ，宽度为 17．7m。基 随着城市建设项 目的数量和规模迅速增大，常常 坑深度 7．936m，采用 +650SMW 劲性水泥土搅拌桩 会出现基坑工程骑跨于已建成地铁 区间隧道之上这 (SMW 搅拌桩)作为围护结构。桩长 16．5m，间隔内插 一 新问题。地铁工程对隧道的变形要求极其严格，绝 H型钢(500×200)，沿基坑深度方向设置二道 80 对最大位移不能超过 20ram，隧道 回弹变形不超 钢支撑和钢围囹。 15mm，隧道变形曲率半径必须大于 15000m，相对变形 2 基坑施工过程动态数值模拟 必须小于 1／2500。然而，骑跨于已建成地铁区间隧道 2．1 有限元分析模型的建立 的基坑工程，由于基坑的开挖会引起坑内土体的回弹， 按基坑开挖影响范围的大小，计算模型边界范围： 从而对地铁区间隧道的村砌内力有较大的影响。文中 上边界至地表 自由面；下边界至坑底距离为四倍；左右 以某地铁区间中间风道基坑开挖为例，对基坑开挖对 边界距基坑距离分别为三倍基坑跨度。两侧边界结点 下卧盾构隧道的影响进行数值模拟分析，动态地分析 加水平方向约束，底部边界结点加竖直方向约束 ，有限 了施工过程中开挖卸荷对盾构隧道衬砌 内力的影响， 元分析的初始网格如图 1。 为优化设计和施工提供了有益的参考。 2．2 施工工况的模拟 1 工程背景 在数值分析 中将施工工况抽象为如下的施工步 某地铁区间全长约 1850m，其中约550rn区间为越 进行模拟见表 1。 江段 ，全为地下隧道。区间隧道底部埋深一般约20m， 2．3 材料参数的确定 其中水域部分，隧道底界深约30m，隧道直径为6．2m。 用平面应变理想线弹性本构模型进行分析，屈服 该盾构隧道上部基坑为地下二层结构 ，采用单层双柱 准则为德鲁克一普拉格屈服准则。地层采用四结点四 市政管网。 范围内，围护结构的隔断作用能降低降水引起的地层 (2) 降水井至排水总渠排水管道采用 +89X 沉降。 3mm焊管连接。 参考文献 5 结语 通过以上的监测手段，在整个地铁车站基坑施工 [iJ 关树宝钟，新俏．地下工程概论[M]．成都：西南交通大学出 过程及后期的观测中，未发生基坑坑底隆起和管涌等 版社，1999．