0121（除夕） 基坑开挖对临近既有地铁隧道的影响研究进展

Abstract

基坑外侧、下方处隧道，对影响机制、变形影响区、变形预测方法、影响控制方法进行综述

Introduction

大背景：地铁建设

小背景：基坑建设破坏应力和位移场，破坏地铁隧道—当前隧道大多盾构施工

严格的隧道变形控制标准

本文主要研究内容

1 基坑开挖对既有隧道影响机制

1.1 侧方隧道

水平位移：产生向坑内的水平位移

竖向位移：出现沉降或隆起两种变形特征

收敛变形：隧道“水平拉伸、竖向压缩”变形进一步发展

1.2 下卧隧道

水平位移：较小

竖向位移：竖向隆起

收敛变形：水平向压缩、竖向拉伸

2 基坑开挖影响区

2.1 侧方隧道

2.2 下卧隧道

3 基坑开挖引起既有隧道变形预测方法

3.1 经验公式法

侧方隧道：

魏纲：$U=69.211×S^{-1.2809}$

$U_{max}=2.993×e^{\frac {0.1856B}{S}}$

笔者：$\xi_{hm}=f_1×bH_e/L_t'+f_2$

下卧隧道：

魏纲：$S_{max}=f_1ln(Bh/H)+f_2$

郭鹏飞：$S_{max}=f_1lg(A)\alpha N+f_2$

笔者：$S_{max}=f_1×lH_e/H +f_2$
渲染不出，用图片代替

3.2 理论解析法

简化和假设使得可靠性有待检验

理论性较强使得知识水平要求较高

3.3 数值模拟法

材料模型参数，尤其岩土体非线性本构模型的选取是问题

4 基坑开挖对既有隧道影响控制方法

4.1 增加支护结构刚度

型钢水泥土搅拌墙（SMW 工法桩）、钻孔灌注桩排桩+止水帷幕、钻孔咬合桩、地下连续墙

4.2 土体加固

被动区：双轴或三轴水泥土搅拌桩、高压旋喷桩、MJS 高压喷射注浆

加固形式：可以采用满堂加固、格栅加固、抽条加固、 墩式加固

主动区：水泥土搅拌桩、高压旋喷桩、注浆

4.3 分层分区分块施工

侧方隧道：分隔墙（桩）分为小基坑，先远再近，两端对坑开挖

下卧隧道：地连墙、排桩墙分为小基坑，先两侧再上方、跳仓开挖

4.4 隔离桩或抗拔桩

抗拔桩：钻孔灌注桩、 SMW 工法桩、水泥土搅拌桩

5 conclusion

• 侧方隧道关注水平和竖向位移、下卧隧道关注竖向位移
• 应当继续充实丰富
• 变形经验预测公式可基于大数据进一步深化
• 隧道毫米级控制需要进行优化