基坑開(kāi)挖引起的地鐵隧道變形環(huán)境評(píng)估

PAGE7基坑開(kāi)挖引起的地鐵隧道變形環(huán)境評(píng)估1、概述東方路下立交工程位于上海浦東張楊路、東方路、世紀(jì)大道多條干道的交匯處，與地鐵2號(hào)線45°斜交。見(jiàn)圖1?；娱_(kāi)挖導(dǎo)致的土體卸荷必然引起基坑底部土體回彈和周?chē)馏w移動(dòng)，因此開(kāi)挖施工對(duì)下部的地鐵隧道變形影響極大，稍一不慎，可能?chē)?yán)重威脅地鐵運(yùn)營(yíng)的安全。而現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)地鐵隧道的變形要求極其嚴(yán)格，結(jié)構(gòu)最終絕對(duì)位移不能超過(guò)20mm，變形曲線的曲率半徑不小于15000m，相對(duì)彎曲不大于1/2500。為保護(hù)地鐵的正常營(yíng)運(yùn)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)基坑開(kāi)挖引起地鐵回彈變形，控制隧道位移成為急需解決的問(wèn)題。為了保護(hù)運(yùn)行中的地鐵，對(duì)基坑開(kāi)挖引起的對(duì)周邊環(huán)境變形影響進(jìn)行評(píng)估，本文采用有限元數(shù)值分析的方法，對(duì)基坑開(kāi)挖引起的地鐵變形進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算，實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果證明該方法進(jìn)行地鐵變形預(yù)測(cè)是可行的。圖1、東方路下立交基坑工程與地鐵2號(hào)線相交平面圖隧道上方基坑開(kāi)挖深度為6.63m，運(yùn)營(yíng)地鐵二號(hào)線隧道大多位于上海第④層灰色淤泥質(zhì)粘土中。地下水位位于地面以下0.5m。場(chǎng)地工程地質(zhì)特性見(jiàn)下表：表1工程地質(zhì)列表測(cè)層號(hào)醒土層名稱(chēng)撞厚度月(傳m)娘容重陣γ米(厚kN/m3)碑內(nèi)聚力毯c(kPa)紗內(nèi)摩擦細(xì)角間φ們(勺°雞)宮1象填土膛1.55非18惹5墓9飼2-1搖粉質(zhì)粘土銳1.13宿18.4灘10并28搖2-2岸粉質(zhì)粘土義0.82揭17.7斥13棋22叨3-1允淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘蓋土混1.08宅17.7工14獅21.5串3-2仙砂質(zhì)粉土鍬2.28爺18.3霉3晨34.5推3-3折淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘甚土接2.46途17.2莫13區(qū)20隨4皮淤泥質(zhì)粘土姨8.7改16.6盯14指9摟5-1療粘土取2.4很17.9噴19覺(jué)13.5抄5-2蘆粉質(zhì)粘土丈3.9語(yǔ)18.1委18景23.5恢6躺粉質(zhì)粘土竄4.25逆19.4堤43豎20.5培7-1搬粘質(zhì)粉土氏8.69拋18.4盜3疼35.5難7-2服粉砂宅50末18.7扎3醒36隧道頂部距離開(kāi)挖面底部?jī)H僅2.8m，為了確保隧道安全，在上方基坑開(kāi)挖前，對(duì)隧道以及周邊土體進(jìn)行了地基加固。圖2地鐵與基坑位置關(guān)系圖2、有限元法分析方法分析中土體單元?jiǎng)澐植捎萌切螁卧史址椒ā?】；圍護(hù)結(jié)構(gòu)、鄰近基礎(chǔ)、工程樁和隧道采用梁?jiǎn)卧?；?nèi)支撐采用彈簧。圍護(hù)結(jié)構(gòu)與土之間設(shè)了接觸面單元?？紤]了圍護(hù)結(jié)構(gòu)、鄰近基礎(chǔ)、工程樁和隧道與土體共同作用。疼剖分的單元圖貫形如下圖：陰圖泉3撐單元剖分圖憤在計(jì)算時(shí)，土挨體的彈性模量態(tài)根據(jù)同濟(jì)啟明茂星基坑開(kāi)挖環(huán)鏈境影響分析軟賤件炕JK3E甲的自動(dòng)計(jì)算，宵按以下參數(shù)選痛用：表2州層號(hào)績(jī)土層名稱(chēng)盾厚度克(淘m)根彈性模量（需MPa桿）機(jī)泊松比膠1率填土冒1.55球10.167群0.32隙2-1愈粉質(zhì)粘土生1.13倚20.103宇0.35蘆2-2壟粉質(zhì)粘土只0.82借27.277脹0.35廟3-1冠淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘娃土菜1.08羨33.917沾0.35肯3-2回砂質(zhì)粉土約2.28互46.28忠0.35敵3-3晴淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘啟土癢2.46氧62.908鉛0.35閉4刺淤泥質(zhì)粘土憶8.7矛97.008換0.4宮5-1焰粘土敞2.4局131.67硬5捆0.35路5-2晶粉質(zhì)粘土爹3.9劣154.61市8矛0.35到6絹粉質(zhì)粘土據(jù)4.25隆187.08芳7盤(pán)0.35應(yīng)7-1逗粘質(zhì)粉土岔8.69料238.35神0.35束7-2頓粉砂評(píng)50荷468.91籌3倦0.35用3尺、有限元計(jì)算冷結(jié)果乳封根據(jù)以上條件憂，帶通過(guò)計(jì)算，發(fā)扶現(xiàn)東方路基坑蔽開(kāi)挖引起的變外形分布總體得存到控制，變形賽比較均勻，見(jiàn)隔圖棟4~7奪。弊圖咬4萄、基坑開(kāi)挖采引起的載水平變形等值退線竿圖嚼5充、基坑開(kāi)挖剖引起的之水平變形款云圖怠由上圖可知，蜜東方路基坑開(kāi)牛挖引起的水平砍變形基本上都旦是朝向基坑內(nèi)拔部的水平變形耽，基坑背面土鳳體的變形在基園坑邊緣處最大山，越往外水平享變形越小。逗圖登6須基坑開(kāi)挖竿引起的嘗豎向變形等值皆線馬圖部7佳基坑開(kāi)挖引起的的糟豎向變形云圖贏由上圖可知，墳東方路基坑開(kāi)榴挖引起的豎向丸變形基坑背側(cè)鈴?fù)馏w總體上都?jí)攀窍鲁?，基坑默?nèi)部土體總體扶都是隆起變形有?；颖趁嫱练牦w下沉明顯的楚范圍是擺1耳倍基坑開(kāi)挖深神度左右；基坑些內(nèi)部土體隆起欄的范圍是整個(gè)瞎基坑內(nèi)土體都榮發(fā)生隆起，越仍接近基坑底面將隆起越明顯。歌地鐵隧道距離令基坑開(kāi)挖面非浮常近，因此控聰制地鐵變形的束措施是必要的漂。妹4遭、對(duì)地鐵隧道寶的分析結(jié)果鑰通過(guò)對(duì)地鐵隧顫道和周邊土體鞋相互作用分析仿，得到基坑開(kāi)志挖條件下的隧舞道變形預(yù)測(cè)結(jié)頭果億。表術(shù)3憑給出了具體的塌基坑開(kāi)挖引起爹的隧道隆起和銷(xiāo)額外的附加內(nèi)涂力。橫表扛3千基坑開(kāi)挖對(duì)隧喚道的影響淹基坑開(kāi)挖對(duì)隧自道的影響絡(luò)上行線肝下行線濾隧道甜水平位移丸(艇mm)化4.0它1.3泄隧道瀉沉降迎(敬mm)兵-11.2戰(zhàn)-13.6計(jì)最大彎矩拾(莊kNm/m)蠟15.3徑13.6娛(誰(shuí)a)任地鐵下行線里暢脖（蹲b爬）地鐵上行線曬鬼圖寫(xiě)8經(jīng)開(kāi)挖引起的互隧道志隆起取變形圖強(qiáng)(憶a)肌地鐵下行線促濕嶼（喝b借）地鐵上行線些支圖乏9撇開(kāi)挖引起的略隧道隆彎矩圖診本工程在開(kāi)挖輛過(guò)程中在地鐵賺二號(hào)線隧道內(nèi)水部埋設(shè)了電水毛平尺隧道沉降饑變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)縫裝置，對(duì)整個(gè)瀉工程施工進(jìn)行寺了全部測(cè)量。遠(yuǎn)通過(guò)對(duì)地鐵隧?yè)淼篮椭苓呁馏w站相互作用分析加，得到基坑開(kāi)林挖條件下的隧燭道變形預(yù)測(cè)結(jié)慰果。表帆3勢(shì)給出了具體的敬基坑開(kāi)挖引起臭的隧道隆起和爭(zhēng)額外的附加內(nèi)故力。掘根據(jù)文獻(xiàn)【往2叔】的記載，地窄鐵隧道上行線矛由于開(kāi)挖引起矩的隆起為丙11.79m逼m清，下行線隆起輔為州12.25m殃m絡(luò)。5、結(jié)論知通過(guò)對(duì)東方路栗下立交基坑穿盾越地鐵二號(hào)線榴的有限元分析難，本文采用的耍方法得到的預(yù)扔測(cè)結(jié)果與實(shí)測(cè)茅地鐵隧道的隆揚(yáng)