基坑相鄰地鐵隧道變形與應力控制措施研究

摘要：在土地資源越來越稀缺的今天，城市對于地下空間的開發(fā)和利用也越來越多，地下空間的開發(fā)普遍了之后，再進行施工的話就會很容易對周圍的地下空間產(chǎn)生影響，現(xiàn)在城市中的地下空間利用主要是以地下室以及呈帶狀分布的地鐵和地下通道為主，如果在地鐵隧道周圍進行地下空間開發(fā)的施工，那么很可能會對原本的地鐵隧道造成影響，這種影響不是我們想要的結果，所以如何避免這種影響是一個非常重要的問題。

關鍵詞：基坑;地鐵隧道;變性;應力控制;措施

城市對于地下空間的利用越來越多，比如地鐵隧道，地下通道等，但是地下空間的施工不比地上，地下空間的施工難度是非常高的，特別是地鐵隧道，穿插在整個城市中，如果對地下空間施工的時候，施工地點剛好在地鐵隧道附近，那么施工就會很有可能給地鐵隧道帶來影響，這對于地鐵的運行安全是具有很大威脅的，同時，如果因為這樣的施工使得地鐵隧道發(fā)生了變形或者坍塌，那么也會給整個城市帶來很大的經(jīng)濟損失，影響到整個城市的運轉，所以完全有必要對地鐵隧道附近的地下施工進行研究，找出一套合理的并且不會影響到相鄰地鐵隧道的施工方法。

一、基坑開挖對鄰近地鐵隧道的影響

基坑開挖時，如果附近有地鐵隧道，那么施工時是會對周圍的地鐵隧道造成影響的，這種影響有可能嚴重，但也有可能因為控制得當而影響較小，要想辦法控制基坑開挖時對鄰近地鐵隧道的變形影響，那么就首先要知道基坑開挖時會有那么因素造成臨近地鐵隧道的變形，從而要根據(jù)這些因素做出一些措施進行控制。

1.1距離遠近造成的影響

基坑開挖如果要對地鐵隧道造成影響，那么地鐵隧道勢必要與施工現(xiàn)場距離近，如果距離遠的話，這種影響就會變得非常小，所以在進行基坑開挖工作時，一定要注意施工地點周圍有沒有地鐵隧道的存在，一旦發(fā)現(xiàn)有地鐵隧道的存在，那么就要準備預防施工可能帶來的對于地鐵隧道的影響，基坑開挖實際影響到的范圍挺廣，所以尤其要注意基坑開挖的方式。

1.2加固方式造成的影響

在進行基坑開挖時，由于是地下施工，所以需要做支護，支護力量的設置也與基坑開挖時給地鐵隧道造成的影響大小有關，在基坑靠近地鐵隧道一方的支護力量尤其重要，需要進行特別的加固，因為如果靠近地鐵隧道附近的基坑出現(xiàn)坍塌，其引起的震動對地鐵隧道的影響就會非常大，或者由于支護力量不牢固，造成了開挖過程中大的震動，震動傳到地鐵隧道內(nèi)，也會對地鐵隧道造成很大的影響，所以基坑的開挖工作，其加固方式特別重要。

1.3開挖方式造成的影響

在進行基坑開挖工作時，不同的開挖方式對鄰近地鐵隧道造成的影響大小不一樣，基坑的開挖方法非常多，有盆式挖土、支撐分層挖土等方式，這些方式均會對土層帶來大小不一的震動，從而影響到周圍的地鐵隧道，所以施工方在進行基坑開挖工作時，要結合當?shù)赝临|(zhì)以及實際工作需要確定一個對周圍地鐵隧道造成影響最小的開挖方式，在保證開挖工作進行順利的同時也對相鄰地鐵隧道的安全性有個保障。

二、基坑開挖造成的鄰近地鐵隧道變形形式

基地開挖時會產(chǎn)生地層的震動，從而影響到鄰近的地鐵隧道，地鐵隧道會因為這種影響而產(chǎn)生變形，但是地鐵隧道的變形形式并不止一種，我們在控制這種變形產(chǎn)生時，除了控制基坑的開挖方式以及加固基坑等，也可以對地鐵隧道做一些特殊處理，避免這些變形的出現(xiàn)，因此，我們首先要知道地鐵隧道會產(chǎn)生什么樣的變形方式，然后再想辦法進行針對性預防。

2.1地鐵隧道沉降

在基坑開挖對鄰近地鐵隧道造成的影響中，其中一種影響就是會造成地鐵隧道的沉降，基坑開挖造成的影響很可能會使得地鐵隧道整個下沉，雖然這種下沉的幅度不是很大，并且在基坑開挖施工完成拆除基坑的支護時，地鐵隧道還會上浮一些，不過總體表現(xiàn)依舊是下沉，幅度不大，但是也明顯。

2.2地鐵隧道橫移

除了下沉之外，基坑開挖工作還有可能導致其鄰近的地鐵隧道發(fā)生橫移，而且橫移的幅度遠遠比下沉的幅度大，不少實際的施工例子都表明，在基坑開挖過程中，地鐵隧道會朝著基坑的方向發(fā)生水平的位移，這樣的移動對于地鐵隧道來說是具有非常大的影響的，很有可能導致安全事故的發(fā)生。

2.3地鐵隧道的縱向變形

如果基坑的開挖工作造成了地鐵隧道的變形，那么這種變形有兩種方式，一種就是造成地鐵隧道的縱向變形，表現(xiàn)為在垂直方向上，地鐵隧道的頂部和底部之間原本固定的距離產(chǎn)生了變化，會嚴重威脅到地鐵隧道的安全。

2.4地鐵隧道的橫向變形

相比于縱向變形，地鐵隧道的橫向變形的可能性會更大，而橫向變形帶來的一系列安全隱患問題也比縱向變形造成的安全問題更為嚴重，當基坑開挖工作造成了鄰近地鐵隧道發(fā)生橫向變形時，往往意味著地鐵隧道的縱縫發(fā)生了一定的變化，地鐵隧道接頭處的縱縫一旦出現(xiàn)問題，那么意味著地鐵隧道的防水系統(tǒng)產(chǎn)生了問題，那么即使地鐵隧道沒有發(fā)生安全事故，但是防水系統(tǒng)的問題也會給地鐵的運行帶來一系列的影響。

三、基坑相鄰地鐵隧道應力控制研究

基坑開挖工作會對鄰近的地鐵隧道產(chǎn)生影響，這對于地鐵隧道的安全來說是具有非常大的威脅的，如果不在基坑開挖工作過程中控制好地鐵隧道產(chǎn)生的變形，那么最后導致的很可能就是災難的發(fā)生，地鐵隧道產(chǎn)生變形之后，其隧道本身會產(chǎn)生抵抗這種變形的內(nèi)力，稱之為應力，如果能夠利用好這種力，對于控制地鐵隧道的變形來說，也是一種十分重要的方式。

3.1施工前進行模擬分析

現(xiàn)在的軟件可以模擬各種情況的發(fā)生，在進行施工前，可以先將施工場地的地質(zhì)等各種數(shù)據(jù)輸入相關的軟件中，然后通過軟件進行施工的模擬，這種模擬可以減少安全事故的發(fā)生，因為一旦軟件在模擬過程中出現(xiàn)了事故，那就表明現(xiàn)有的施工方式不可行，需要一種更為穩(wěn)妥的施工方式來進行施工，通過軟件模擬可以避免很多情況下的事故產(chǎn)生，一旦施工方式會對地鐵隧道造成嚴重影響，那么就一定要避免這種施工方式應用在此次的施工過程中，從而保障施工的安全和保障地鐵隧道不受影響。

3.2加強基坑的支護

基坑的支護力量會對鄰近的地鐵隧道產(chǎn)生影響，所以在進行基坑開挖工作時，一定要加強基坑靠近地鐵隧道一面的支護力量，這樣可以有效避免基坑的開挖過程中產(chǎn)生太大的震動，從而影響到地鐵隧道，支護力量不僅僅可以保護地鐵隧道的安全，也可以保護相關施工人員的安全，可以讓他們擁有一個更安全的工作環(huán)境。

3.3開挖方式要多種方法聯(lián)合

因為基坑的開挖方式很多，每一種方式適合的實際情況不一樣，需要在進行實際工作時進行決定，不過，在進行實際工作時，如果只使用一種方式進行基坑的開挖工作，那么勢必會存在一定的局限性，基坑的開挖工作要靈活多變，使用多種方法聯(lián)合，既可以保證在遇到各種問題時可以順利解決，也可以避免一些開挖方式會對鄰近地鐵隧道造成較大影響，對于像地鐵隧道這種易受到影響而產(chǎn)生變形的工程來說，多種方法聯(lián)合的方式是最有效的方式。

3.4遵循結構應力不超過結構強度的準則

地鐵隧道建成之后，其可以承受的變形力量是一定的，超過這個標準之后就很有可能會導致地鐵隧道出現(xiàn)大問題，企業(yè)在進行施工時也應該對地鐵隧道的應力強度有所了解，然后要經(jīng)過嚴格的測算，確?；邮┕r對地鐵隧道產(chǎn)生的變形力量不會超過其應力所能承受的大小，這樣就可以對地鐵隧道的應力進行有效控制，避免地鐵隧道因為基坑的施工而出現(xiàn)安全問題。

結語：

在對基坑進行施工時，會對其周圍的地鐵隧道造成影響，嚴重的會導致地鐵隧道發(fā)生垮塌，這對于地鐵隧道的安全來說是非常不利的，地鐵隧道本身具備一定的抵抗基坑施工造成的影響的能力，稱之為應力，只要是在地鐵隧道的應力范圍內(nèi)，都可以將基坑施工對它造成的影響消除掉，所以要對基坑施工對它造成的影響加以控制，即控制地鐵隧道的應力大小，當每次施工時產(chǎn)生的影響不足以讓地鐵應力產(chǎn)生太大壓力時，就可以保證地鐵隧道的安全了，所以控制地鐵隧道的應力即為控制基坑開挖工作的方式，并且要在開挖工作之前進行模擬，基坑的支護力量也一定要到位。

參考文獻

[1]孫琳，李云安，魯賢成，陳琦文，胡樂健，石文祥.基坑開挖及降水對周邊地鐵隧道變形的影響分析[J].安全與環(huán)境工程，2020，27（04）：207-214.

[2]王燦，凌道盛，王恒宇.軟土結構性對基坑開挖及鄰近地鐵隧道的影響[J].浙江大學學報（工學版），2020，54（02）：264-274.

[3]歐雪峰，張學民，劉學勤，陽軍生，劉繼強，韓雪峰.基坑開挖與降水引起下臥隧道變形的解析計算方法[J].鐵道學報，2019，41（03）：147-154.

作者簡介：田古生，男，漢族，籍貫：河南虞城， 生于：1992-2-4，職稱：助理工程師，碩士學歷，研究方向：隧道與地下工程

（中鐵大橋勘測設計院集團有限公司?湖北?武漢?430100）