基坑开挖对邻近既有地铁隧道的影响研究

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南京某广场基坑紧邻地铁某线,基坑开挖深度达到34m,基坑总面积达56000m2,基坑与地铁隧道最近处仅33m,既有地铁隧道在基坑开挖影响范围内。基坑开挖将会影响邻近地铁隧道的安全运营。本文采用资料收集、现场实测、数值模拟等方法,就基坑开挖对邻近既有地铁隧道结构影响开展研究。论文的主要研究内容与成果有:  (1)通过广泛查阅和研究国内外文献,就基坑开挖对邻近地铁隧道影响的研究现状从现场实测法、数值分析法、理论分析法、离心试验法等方面进行总结。  (2)详细介绍了南京某天地广场基坑的工程情况、场地地质情况、隧道变形监测方法方案以及工程的施工进度。  (3)基于现场实测长达4年的现场变形监测数据,分析了该基坑开挖对地铁某线隧道结构的水平位移、竖直位移和内径收敛的影响。分析了隧道变形随着开挖深度增加的变形规律,明确了隧道变形影响最大的工况。  (4)利用有限元计算软件Midas,建立了该基坑开挖过程的有限元模型,通过实测数据验证,研究了基坑开挖过程中围护支撑结构变形、基坑周边地表沉降、隧道变形等。基坑地连墙的变形全部向基坑内发展,且和隧道水平位移相对应;基坑的周边沉降分布呈“槽”形分布;隧道的水平位移、竖直位移和收敛的模拟计算结果也实测所得基本一致。  (5)基于有限元模型参数分析,研究了不同基坑开挖深度、隧道与基坑不同距离、地连墙不同厚度、地连墙不同弹性模量等因素条件下,基坑开挖过程中对隧道结构变形产生的影响规律。计算发现,相同条件下基坑的开挖深度越深,隧道的变形(水平位移、竖直位移、收敛)越显著;基坑与隧道距离越近,隧道的变形越大;基坑地连墙厚度越大,隧道的变形越小;地连墙弹性模量越大,隧道的变形越小。基坑与隧道距离的改变是对隧道变形影响最大。
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