基坑開挖對鄰近地鐵隧道的變形影響范文

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隨著當前城市化進程的日益加快，大大推動了地鐵工程的發展，因此，我們經常可以看到這樣一種情況:在已經建成的地鐵隧道附近開展基坑開挖工程施工。在工程的施工環境較為復雜的條件之下，不僅要有效保證新建基坑進度與施工質量，而且要對基坑施工所導致的附近地層擾動情況進行控制，從而切實保護鄰近地鐵隧道安全性。

1基坑開挖對鄰近地鐵隧道變形影響研究的必要性

一般而言基坑開挖會使得其鄰近地鐵隧道產生變形情況，這一變形主要包括:沉降變形、收斂變形以及移位變形等，這些都會對當前地鐵隧道的正常使用產生一定程度的影響，在嚴重的情況下甚至可以致使地鐵隧道管片裂開、漏泥以及漏水等情況，對地鐵隧道的安全性與應用功能產生嚴重的影響，所以相關工程人員一定要采取相關措施來嚴格的控制基層開挖對附近地鐵隧道變形的影響問題。通常而言，這一變形影響的研究內容主要包括以下幾項:原型檢測案例分析、理論分析以及數值模擬。其中，數值模擬方法能夠將基坑開挖對鄰近隧道變形產生的影響給定性的反映出來，但是因為要恰當的確定土體的具體模型與相關參數是具有較高的難度的，所以要向切實應用這一方法的計算結果是非常困難的。運用方法與理論來對基坑開挖對地鐵隧道變形產生影響的研究較少，而通常是對基坑周圍土體的位移情況進行相應的調查研究工作。在地鐵隧道和基坑土體位移的情況相同時，就能夠計算出土體位移主要為豎向位移，但是因為地鐵隧道本身具有較大的剛度，所以計算結果通常是地鐵隧道沉降較大，相對之水平位移就較小。

2地鐵隧道變形基本規律研究

2．1地鐵隧道變形的主要影響因素地鐵隧道變形的影響因素眾多，基坑開挖會對鄰近地鐵隧道變形產生嚴重的影響。因為就實質而言，基坑開挖就是土體壓力卸載的一個過程，在地鐵隧道附近的基坑開挖會對隧道產生一定的影響，這一影響主要表現為兩個方面:第一，因為基坑開挖而導致隧道維護的側向位移以及坑內隆起，進而使得坑外地層產生一定的沉降現象，這一沉降使得地鐵隧道也會隨之產生沉降問題;第二，由于基坑開挖而使得維護結構朝著基坑的內側不斷移動，進而使得隧道產生一定的彎曲變形問題。基坑開挖對鄰近隧道所產生的不均勻變形問題極有可能會影響到地鐵隧道的安全運行，下面將對地鐵隧道變形的主要影響因素進行簡要的分析。(1)基坑和鄰近地鐵隧道水平距離對隧道位移的影響。通過一系列的調查研究發現可以發現，基坑的開挖能夠在一定程度上對其周圍的地鐵隧道的位移狀況產生影響，而且隧道的位移情況與基坑、地鐵隧道的距離間是不斷衰退的關系。在基坑和地鐵隧道之間的水平距離小于4米的時候，地鐵隧道往往會出現較大程度的水平位移，水平位移量可以達到6～13mm。與此同時，地鐵隧道所產生的沉降和其水平距離基本上也為快速衰退的關系，當工程施工過程之中基坑和地鐵距離較小(小于4m)，此時，地鐵隧道往往會有較大的沉降問題，地鐵隧道的沉降甚至可以達到6～10mm。除此之外，基坑開挖工程施工對隧道各種變形情況的影響是非常大的，這一影響在距離較近的時候是非常明顯的。而且，基坑開挖工程與地鐵隧道間的距離也會對地鐵隧道的收斂產生影響，通常而言，地鐵隧道和基坑之間的水平距離越短，地鐵隧道斷面各個弦長所產生的伸長率也就越高，也就是當基坑開挖和鐵路隧道工程之間的距離與基坑開挖對地鐵隧道工程收斂效果的影響成反比關系。(2)鐵路隧道的頂部和基坑底部高差對隧道產生的影響。據一系列的實踐研究發現，當基坑開挖工程和鐵路隧道工程之間的水平距離小于4米的時候，鐵路隧道在基坑坑底的上方，在這個時候隧道的頂高與基坑坑底之間的差距越大，基坑對隧道的影響也就越大，隧道沉降也就越突出。在高差是3米的時候，鐵路隧道會產生6mm左右的沉降，而兩者之間的高差是3.5米的時候，鐵路隧道會產生5mm左右的沉降;當兩者之間的高差是4.7米的時候，鐵路隧道會出現8mm左右的沉降;而在高差為5米左右的時候，隧道往往就能夠產生10mm左右的沉降。值得注意的是有一些數據會具有較大的離散性，這主要是由于地鐵所產生的沉降不單單和基坑、地鐵之間的高差相關，還和兩者之間的水平距離相關，是兩者共同作用的結果。(3)基坑的時空效應對鄰近地鐵隧道產生的影響。基坑開挖工程往往具有一定的時空效應，而這一效應可以對其鄰近的隧道工程產生非常嚴重的影響。一些人研究證明，在進行基坑開挖的時候，如果首層土的挖掘深度小于3米，在大規模的基坑條件之下，工程往往在土體卸載之后能夠在缺乏相應支護的情況下持續15天，但是會對附近環境產生非常明顯的影響。基坑土體產生的最大位移量可以達到8mm，而且地鐵速調沉降可以達至2mm。然后再開展下一層K撐區域土體開挖，此時由于缺少必要的架設支撐，路側基坑往往要較長的時間暴露于外，從而致使土體測量所產生的變化量達至1mm以上，而其附近地鐵隧道的沉降量也明顯升高到每天0.3mm～0.5mm，在這個時候地鐵隧道管片收斂朝著基坑卸土方向不斷拉伸，這一拉伸量能夠達至每天0.3mm。

2．2地鐵隧道變形的基本規律研究發現，地鐵隧道變形的基本規律主要表現為以下幾點:(1)基坑開挖工程對其鄰近的地鐵隧道工程的影響主要表現為:在隧道工程發生較為嚴重的變形問題時，所產生的位移情況主要是水平方向的位移;(2)不管隧道的頂標高是高于坑底的標高還是低于坑底的標高，在地鐵隧道與基坑側邊的距離小于4米的時候，地鐵隧道都會出現較為嚴重的側向位移問題，而且與基坑工程附近的隧道位移之間的差距最大可以達至6～13mm;(3)在基坑開挖地點和地鐵隧道之間的水平距離小于4米的時候，而且地鐵隧道的頂標高高于坑底標高的時候，地鐵隧道所產生的沉降大小和兩者之間的高差具有直接的聯系，高差越大所產生的沉降變形也就越大。除此之外，基坑開挖深度的增大，也會使得地鐵隧道出現沉降變形問題;(4)地鐵隧道橫斷面收斂的情況主要表現為:地鐵隧道會表現出橫鴨蛋形。

3結論與建議

綜上所述，我們可以得出下列幾個結論:(1)基坑開挖工程施工通常會對其附近的隧道工程的位移變形與沉降變形產生較為嚴重的影響，通常而言，隧道工程變形問題并非是由同一方向上的位移導致的，在空間之上位移問題主要表現為斜向坑底的位移情況;地鐵隧道工程的橫斷面收斂狀況表現在:地鐵隧道工程會不斷朝著橫鴨蛋的形狀發展。(2)導致地鐵隧道工程變形問題產生的因素有:隧道開挖的時空效應、基坑和地鐵隧道之間的相對距離(包括垂直距離以及水平距離)等。在上述影響因素之中，基坑開挖工程與隧道間的距離對變形問題所產生的影響是最大的，而且實踐調查證明，在基坑和地鐵隧道之間的水平距離小于4米的時候，地鐵隧道所產生的沉降量與位移量都比較大。因此必須采取適當的措施來降低基坑開挖對鄰近地鐵隧道產生的變形影響，措施主要包括:為了盡可能降低基坑開挖對地鐵速調產生的影響，應該在基坑開挖施工的時候采取先施工后排樁以及在施工前排樁的方法，除此之外，前排樁施工必須要在后排樁的強度與設計要求強度相符之后再開展，同一排樁在工程施工時應該應用跳樁法來進行，等到所有的素混凝土樁與支護樁都施工完成之后再開展連梁和冠梁的施工，一定要切實保證連梁和冠梁施工的整體性，從而使得基坑開挖對鄰近地鐵隧道的變形影響有效降低。

4結束語

綜上所述，我們可知基坑開挖工程會對鄰近地鐵隧道的變形產生較為嚴重的影響，進而使得地鐵隧道的安全運行受到影響，因此，我們一定要重視基坑開挖施工，在基坑開挖的時候一定要切實保證基坑開挖的質量，并且采取適當的措施有效降低對鄰近地鐵隧道變形產生的影響，這需要相關工作人員的不懈努力。

作者：歐陽先庚