近接电力隧道上穿既有车站结构施工的力学响应研究.pdf

摘 要 当今世界面临着土地资源的紧张、城市发展的杂乱等问题，为了解决这些问题， 开发城市地下交通是必然方向。由于城市交通线和建筑物的密集，修建地铁经常出现 近接问题。近接隧道施工必然会使周围地层产生变形，变形传递到既有结构，从而造 成既有结构承受附加应力和变形，一旦该附加应力或变形超过了既有结构的容许值， 将使其出现损伤或已有损伤加大，影响结构安全甚至发生安全事故。所以，开展新建 隧道施工对既有重要结构的影响分析研究，已变成目前地下交通施工中重要的问题。 本课题依据北京某拟建电力隧道上穿既有车站结构的工程实例，分析电力隧道开 挖时结构产生的沉降量、沉降差和内力，保证在电力隧道施工时车站结构的安全。取 得的主要成果如下： （1）针对电力隧道近接既有车站结构的特殊情况，通过建立三维数值模型，分 析沿隧道开挖横向、纵向地表沉降及车站结构变形随新建隧道不同开挖步的变化特征， 得出结论：电力隧道开挖结束后，引起沿新建隧道横向的地表沉降趋势符合 Peck 公 式沉降规律，最大沉降发生在电力隧道中线附近，最大值为-4.631mm ，满足控制标准 40mm 的要求，沉降槽宽度为6~7 倍洞径。受土体卸载影响，车站结构拱顶处发生隆 起，最大值为2.0628mm ，满足控制标准10mm 的要求；隧道开挖引起车站结构产生 向左（沿开挖反方向）的水平位移，其中左边墙水平位移先增大后减小，右侧边墙水 平位移一直呈增大趋势。 # # （2 ）针对6 检查井施工的特殊情况，通过建立三维数值模型，对比了考虑 6 检 查井施工对地表及车站结构的影响，得出结论：地表沉降受检查井影响有限，仅增加 了8%。检查井施工使靠近检查井一侧的轨道隆起量增大较多，增大了20.47% ，隆起 最大值为1.242mm，但变形仍满足《城市轨道交通结构安全保护技术规范》附录B 的 规定。 （3 ）针对上穿电力隧道施工方案，通过内力计算，分析了车站结构横截面、纵 截面的抗弯承载力、抗剪承载力变化情况，得出结论：车站结构内力都在极限状态范 围内，抗剪承载力冗余安全度最低可达0.2381 ，车站结构安全性高。 关键词：近接施工；地铁既有重要结构；沉降；安全影响研究 I ABSTRACT In todays world, there are many outstanding problems, such as the shortage of land resources and the clutter of urban development. To solve these problems, the development of urban underground transportation is an inevitable direction. Due to the denseness of urban transportation network lines and buildings, proximity problems often occur in the construction of subways. The construction of proximity tunnels will inevitably deform the surrounding stratum, and the deformation is transferred to the existing structure, which will cause the existing structure to bear additional stress and deformation. Or the deformation exceeds the allowable value of the existing structure, it will cause