基坑开挖对邻近地铁隧道的变形影响范文

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随着当前城市化进程的日益加快，大大推动了地铁工程的发展，因此，我们经常可以看到这样一种情况:在已经建成的地铁隧道附近开展基坑开挖工程施工。在工程的施工环境较为复杂的条件之下，不仅要有效保证新建基坑进度与施工质量，而且要对基坑施工所导致的附近地层扰动情况进行控制，从而切实保护邻近地铁隧道安全性。

1基坑开挖对邻近地铁隧道变形影响研究的必要性

一般而言基坑开挖会使得其邻近地铁隧道产生变形情况，这一变形主要包括:沉降变形、收敛变形以及移位变形等，这些都会对当前地铁隧道的正常使用产生一定程度的影响，在严重的情况下甚至可以致使地铁隧道管片裂开、漏泥以及漏水等情况，对地铁隧道的安全性与应用功能产生严重的影响，所以相关工程人员一定要采取相关措施来严格的控制基层开挖对附近地铁隧道变形的影响问题。通常而言，这一变形影响的研究内容主要包括以下几项:原型检测案例分析、理论分析以及数值模拟。其中，数值模拟方法能够将基坑开挖对邻近隧道变形产生的影响给定性的反映出来，但是因为要恰当的确定土体的具体模型与相关参数是具有较高的难度的，所以要向切实应用这一方法的计算结果是非常困难的。运用方法与理论来对基坑开挖对地铁隧道变形产生影响的研究较少，而通常是对基坑周围土体的位移情况进行相应的调查研究工作。在地铁隧道和基坑土体位移的情况相同时，就能够计算出土体位移主要为竖向位移，但是因为地铁隧道本身具有较大的刚度，所以计算结果通常是地铁隧道沉降较大，相对之水平位移就较小。

2地铁隧道变形基本规律研究

2．1地铁隧道变形的主要影响因素地铁隧道变形的影响因素众多，基坑开挖会对邻近地铁隧道变形产生严重的影响。因为就实质而言，基坑开挖就是土体压力卸载的一个过程，在地铁隧道附近的基坑开挖会对隧道产生一定的影响，这一影响主要表现为两个方面:第一，因为基坑开挖而导致隧道维护的侧向位移以及坑内隆起，进而使得坑外地层产生一定的沉降现象，这一沉降使得地铁隧道也会随之产生沉降问题;第二，由于基坑开挖而使得维护结构朝着基坑的内侧不断移动，进而使得隧道产生一定的弯曲变形问题。基坑开挖对邻近隧道所产生的不均匀变形问题极有可能会影响到地铁隧道的安全运行，下面将对地铁隧道变形的主要影响因素进行简要的分析。(1)基坑和邻近地铁隧道水平距离对隧道位移的影响。通过一系列的调查研究发现可以发现，基坑的开挖能够在一定程度上对其周围的地铁隧道的位移状况产生影响，而且隧道的位移情况与基坑、地铁隧道的距离间是不断衰退的关系。在基坑和地铁隧道之间的水平距离小于4米的时候，地铁隧道往往会出现较大程度的水平位移，水平位移量可以达到6～13mm。与此同时，地铁隧道所产生的沉降和其水平距离基本上也为快速衰退的关系，当工程施工过程之中基坑和地铁距离较小(小于4m)，此时，地铁隧道往往会有较大的沉降问题，地铁隧道的沉降甚至可以达到6～10mm。除此之外，基坑开挖工程施工对隧道各种变形情况的影响是非常大的，这一影响在距离较近的时候是非常明显的。而且，基坑开挖工程与地铁隧道间的距离也会对地铁隧道的收敛产生影响，通常而言，地铁隧道和基坑之间的水平距离越短，地铁隧道断面各个弦长所产生的伸长率也就越高，也就是当基坑开挖和铁路隧道工程之间的距离与基坑开挖对地铁隧道工程收敛效果的影响成反比关系。(2)铁路隧道的顶部和基坑底部高差对隧道产生的影响。据一系列的实践研究发现，当基坑开挖工程和铁路隧道工程之间的水平距离小于4米的时候，铁路隧道在基坑坑底的上方，在这个时候隧道的顶高与基坑坑底之间的差距越大，基坑对隧道的影响也就越大，隧道沉降也就越突出。在高差是3米的时候，铁路隧道会产生6mm左右的沉降，而两者之间的高差是3.5米的时候，铁路隧道会产生5mm左右的沉降;当两者之间的高差是4.7米的时候，铁路隧道会出现8mm左右的沉降;而在高差为5米左右的时候，隧道往往就能够产生10mm左右的沉降。值得注意的是有一些数据会具有较大的离散性，这主要是由于地铁所产生的沉降不单单和基坑、地铁之间的高差相关，还和两者之间的水平距离相关，是两者共同作用的结果。(3)基坑的时空效应对邻近地铁隧道产生的影响。基坑开挖工程往往具有一定的时空效应，而这一效应可以对其邻近的隧道工程产生非常严重的影响。一些人研究证明，在进行基坑开挖的时候，如果首层土的挖掘深度小于3米，在大规模的基坑条件之下，工程往往在土体卸载之后能够在缺乏相应支护的情况下持续15天，但是会对附近环境产生非常明显的影响。基坑土体产生的最大位移量可以达到8mm，而且地铁速调沉降可以达至2mm。然后再开展下一层K撑区域土体开挖，此时由于缺少必要的架设支撑，路侧基坑往往要较长的时间暴露于外，从而致使土体测量所产生的变化量达至1mm以上，而其附近地铁隧道的沉降量也明显升高到每天0.3mm～0.5mm，在这个时候地铁隧道管片收敛朝着基坑卸土方向不断拉伸，这一拉伸量能够达至每天0.3mm。

2．2地铁隧道变形的基本规律研究发现，地铁隧道变形的基本规律主要表现为以下几点:(1)基坑开挖工程对其邻近的地铁隧道工程的影响主要表现为:在隧道工程发生较为严重的变形问题时，所产生的位移情况主要是水平方向的位移;(2)不管隧道的顶标高是高于坑底的标高还是低于坑底的标高，在地铁隧道与基坑侧边的距离小于4米的时候，地铁隧道都会出现较为严重的侧向位移问题，而且与基坑工程附近的隧道位移之间的差距最大可以达至6～13mm;(3)在基坑开挖地点和地铁隧道之间的水平距离小于4米的时候，而且地铁隧道的顶标高高于坑底标高的时候，地铁隧道所产生的沉降大小和两者之间的高差具有直接的联系，高差越大所产生的沉降变形也就越大。除此之外，基坑开挖深度的增大，也会使得地铁隧道出现沉降变形问题;(4)地铁隧道横断面收敛的情况主要表现为:地铁隧道会表现出横鸭蛋形。

3结论与建议

综上所述，我们可以得出下列几个结论:(1)基坑开挖工程施工通常会对其附近的隧道工程的位移变形与沉降变形产生较为严重的影响，通常而言，隧道工程变形问题并非是由同一方向上的位移导致的，在空间之上位移问题主要表现为斜向坑底的位移情况;地铁隧道工程的横断面收敛状况表现在:地铁隧道工程会不断朝着横鸭蛋的形状发展。(2)导致地铁隧道工程变形问题产生的因素有:隧道开挖的时空效应、基坑和地铁隧道之间的相对距离(包括垂直距离以及水平距离)等。在上述影响因素之中，基坑开挖工程与隧道间的距离对变形问题所产生的影响是最大的，而且实践调查证明，在基坑和地铁隧道之间的水平距离小于4米的时候，地铁隧道所产生的沉降量与位移量都比较大。因此必须采取适当的措施来降低基坑开挖对邻近地铁隧道产生的变形影响，措施主要包括:为了尽可能降低基坑开挖对地铁速调产生的影响，应该在基坑开挖施工的时候采取先施工后排桩以及在施工前排桩的方法，除此之外，前排桩施工必须要在后排桩的强度与设计要求强度相符之后再开展，同一排桩在工程施工时应该应用跳桩法来进行，等到所有的素混凝土桩与支护桩都施工完成之后再开展连梁和冠梁的施工，一定要切实保证连梁和冠梁施工的整体性，从而使得基坑开挖对邻近地铁隧道的变形影响有效降低。

4结束语

综上所述，我们可知基坑开挖工程会对邻近地铁隧道的变形产生较为严重的影响，进而使得地铁隧道的安全运行受到影响，因此，我们一定要重视基坑开挖施工，在基坑开挖的时候一定要切实保证基坑开挖的质量，并且采取适当的措施有效降低对邻近地铁隧道变形产生的影响，这需要相关工作人员的不懈努力。

作者：欧阳先庚