电力隧道基坑开挖对地铁沉降的影响

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1、规划与设计建材与装饰2016年1月电力隧道基坑开挖对地铁沉降的影响肖博政（广州市公用事业规划设计院广州510050）摘要：电力隧道建设位于地铁正上方，基坑开挖将会影响地铁结构的安全，本文以广州一工程实例探讨基坑开挖对地铁沉降的影响，首先在与地铁评估单位沟通的基础上，对在建电力隧道上跨地铁区间的设计方案进行调整，然后结合电力隧道基坑开挖的实际情况，采用三维有限元模型分析此保护措施的可行性，可为同类工程提供一定的参考价值。关键词：电力隧道基坑开挖；三维有限元模型中图分类号：U451文献标识码：A文章编号：1673-0038（2016）03-0

2、112-03引言（6）在地铁两侧布置地下水位监测孔，监测施工期间地下水设计电力隧道在新港东立交东北角匝道下方，垂直上跨地铁位变化，地下水位下降超过500mm时及时采取回灌补充。八号线“新港东一磨碟沙”区间明挖隧道，该段地铁区间结构总（7）经验算，任何工况下，地铁局部抗浮安全系数均不小于宽约14m，覆土厚度约5.2m，隧道外轮廓尺寸5.6m×2.4m，底板距1.15，满足相关规范要求。地铁主体结构顶净距1m，采用放坡明挖施工。施工前，经地铁安（8）地铁既有结构边线20m范围之内所有搅拌桩、旋喷桩均全评估专家对方案进行初步评估，认为八号线现已

3、出现比较严要求严格控制桩位、垂直度、桩长和注浆压力。重的下沉病害，设计方案对地铁上方覆土扰动太大，可能进一步2电力隧道建设对地铁结构影响的有限元分析导致地铁结构上浮或下沉，对地铁的运营安全造成一定的影响。（图2~4）评估专家建议，需要对电力隧道上跨地铁区间的设计方案进行调整。本文从这一工程实例出发，探讨电力隧道基坑开挖对地铁的影响。1地铁保护专项设计图2电力隧道与地铁隧道空间位置关系图图1琶洲电力隧道周边环境（1）电力隧道从沉降相对较小的原地铁暗挖竖井侧上方上跨，并避开暗挖竖井支护锚索。（2）根据原地铁及其围护结构的图纸，在设计图中对相应

4、结构进行放样，明确电力隧道与地铁及其围护结构的平面和竖向位置关系，并要求施工单位在施工前进行人工挖探复核。（3）上跨地铁的电力隧道采用槽盒形式跨越，槽盒底标高6.8m，高于原地铁围护结构不小于0.1m，距地铁主体结构竖向净距不小于4m，无需破坏原有地铁隧道围护结构；为避免地铁结构标高误差，要求施工单位施工时遵照上述控制原则确定槽盒标高；电缆槽盒段采用放坡开挖，开挖深度1.6m，基坑底高于地下水位，无需降水。图3电力隧道与地铁隧道平面位置关系图（4）距离地铁既有结构边线20m范围之内，所有支护桩均采电力隧道工程周边环境状况较为复杂，开挖的电

5、力隧道基坑用无挤土振动效应的钻孔灌注桩，并与地铁围护结构留有一定部分上跨地铁区间隧道，且紧邻的地铁区间隧道为明挖箱型隧道安全距离，同时要求严格控制桩位、垂直度和桩长，避免施工时与暗挖隧道交接处，因此，琶洲电力隧道项目基坑施工将可能对紧触碰地铁围护结构。邻的区间隧道造成不利影响，结合上跨的区间隧道特点以及地铁（5）地铁南北两侧基坑采用3根品字形布置高压旋喷桩桩间结构与电力隧道的空间相对关系，并针对电力隧道基坑支护结构止水，并在基坑与地铁之间设置高压旋喷桩止水帷幕隔墙，加强特点及电力隧道基坑施工特点，采用三维数值模拟手段模拟电力基坑止水效果，

6、同时要求施工单位通过抽水试验检验基坑止水隧道项目施工对紧邻地铁区间隧道产生的不利影响（见图5）。效果。通过对电力隧道建设全过程诱发地铁隧道结构影响的三维·112·2016年1月建材与装饰规划与设计综上所述，电力隧道建设全过程诱发地铁隧道的位移及结构内力变化较小，故认为电力隧道建设不危及紧邻地铁隧道的结构安全。3抗浮验算3.1电力隧道结构的抗浮验算图4电力隧道与地铁隧道相对位置关系图图7电力隧道抗浮验算简图电力隧道结构的有效截面面积：A＇=5.6×2-2×1.4×2.4+0.5×0.22×4=4.56m2结构自重：G=ρgA＇b=25×4.

7、56=144kN/m结构浮力：F浮=ρwgV=10×（5.6×1.5×1）=84kN/m安全系数：ΣG144==1.71﹥1.05（按规范取1.05的安全系数），满足抗F84图5三维有限元模型浮模拟分析可知：电力隧道建设全过程诱发地铁隧道的最大水平浮要求。位移为0.9mm，最大竖向位移为1.8mm，最大总位移为1.8mm。电3.2地铁结构的抗浮验算力隧道建设完成后诱发地铁隧道的最大水平位移为0.4mm，最大（1）取电缆槽盒施工期间，基坑开挖完成，地铁上方卸载量达竖向位移为1.1mm，最大总位移为1.1mm。诱发地铁隧道的结构到最大时，验算

8、地铁区间局部抗浮能力。FXX最大轴力为-1164kN，FYY最大轴力为-1722kN；诱发地铁隧道（2）地铁结构顶板以上覆土自重的结构MXX最大弯矩为-303kN·m，MYY最大弯矩为-359