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随着国内外一大批城市地下轨道交通系统和地下综合管线廊道系统的快速发展,地下空间的立体开发是各个城市未来发展的一种趋势。在已建成的地下隧洞上方或邻近地下隧洞进行基坑开挖逐渐成为一种必然遇到的新情况。由于混凝土的抗拉强度很小,过大的衬砌变形,会导致衬砌产生裂缝,加上地下水渗透的影响,对运营中隧道安全带来隐患。本文结合实际工程,进行了岩质基坑开挖对下方隧道位移变化的分析计算,并以基坑开挖隧道衬砌变形监测值为参照,采用FLAC3D数值模拟软件,对上方超近距离岩质基坑开挖对下方既有隧道衬砌的变形规律进行了系统的分析。本文主要工作及取得的成果如下:(1)通过动态监测基坑开挖时隧道的拱顶、拱腰、拱底的位移以及衬砌裂缝的变形,得到岩质基坑卸荷,衬砌的位移变形规律:岩质条件下,拱顶与拱底的竖向位移、拱腰水平收敛位移值随基坑开挖逐渐变大;基坑开挖深度越大,隧道衬砌位移变化越大;距离基坑中心越近,位移越大;拱顶竖向位移大于拱底竖向位移,且竖向位移与横向收敛位移存在一定的比例关系;衬砌竖向裂缝随基坑的开挖逐渐受压变小,横向裂缝受拉变大。(2)利用岩土分析软件FLAC3D模拟实际基坑工程开挖过程,分析了隧道衬砌的应力、位移云图和曲线图,得到岩质基坑开挖时,隧道衬砌的位移变化和应力分布规律;根据应力lode参数μσ,分别计算了拱顶内侧、外侧,拱肩内侧、外侧,拱脚和拱底处的lode参数,并判断各处的应力状态。(3)通过数值模拟结果和监测数据的对比,数值模拟与实际开挖变形规律一致、大小接近,可以看出:应用数值模拟方法分析基坑开挖对下方既有隧洞影响的计算结果是合理的。(4)利用数值模拟计算探讨了基坑开挖宽度和长度的变化对下方既有隧道位移的影响,并根据计算结果分别拟合了不同开挖宽度和长度时,下方既有隧道最大位移的关系式;模拟了三种岩层(泥岩、砂岩、石灰岩)条件,基坑开挖对下方既有隧道衬砌变形的影响,得到了三种岩质地基下,基坑下方既有隧道的位移变化趋势。(5)利用数值计算软件模拟了横向分块和纵向分块两种不同的开挖方式。分别从位移和应力lode参数判断不同开挖方式下,衬砌的位移和应力变化规律,得到最优的开挖方式。将优化开挖方案应用于实际工程,与监测数值进行对比,优化方案变形较小、受力状态较好。