地铁车站周边环境风险研究和控制

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1、地铁车站周边环境风险研究和控制　　摘要：通过对某地铁车站二级风险的周边环境（建筑物、管线）采用数值分析方法，考虑地铁车站及周边环境的结构特点、工法、施工步序、地质等因素，预测地铁车站施工对周边环境产生的附加变形值及影响范围，得出以下结论：通过合理的围护结构形式及支撑布置，能够满足周边环境在地铁车站施工期间的变形控制要求。并提出合理可行的安全技术措施和管理措施，以提高车站建设安全水平，避免和减少事故的发生。关键词：周边环境；风险；数值计算中图分类号：U231+.4文献标识码：A文章编号：1.工程概况7某地铁车站为地上三层、地下三层岛式车站，整体现浇框架结构，有效站台中

2、心里程为右SK10+892.776，起点里程为SK10+818.726，终点里程为右SK10+962.126，车站主体长度为143.40m。标准段结构宽度为21.75～52.95m，车站顶板覆土厚度为0.85～4.80m，底板埋深为18.1m～20.1m，车站从起始里程至终点里程为0.2%上坡。车站相邻区间均为盾构区间，车站西端头井兼盾构到达和始发，东端头井为二次始发井。车站共设置4个出入口，2组风亭。根据本站的工程特点、地质条件、环境保护要求，车站主体采用明挖法施工。2.工程地质及水文地质2.1工程地质概况车站从上至下地层分别为：①1层杂填土、③1层粘土、③3层粉

3、土夹粉质粘土、④1层粉砂、⑥1层粘土、⑥2层粉质粘土、⑦1粉质粘土、⑦2粉土、⑦3粉质粘土、⑧1粉质粘土、⑧2a粉质粘土夹粉土。车站结构底板座落在⑥1层。连续墙底主要落在⑦2层上，局部落在⑦1层和⑧2a上。2.2地形地貌车站位于规划长江北路与塔影路交叉路口，现状上马墩路下。周边建筑物密集。本工程区域位于上马墩路与振奋路路口西侧的上马墩路路段，现为沥青路面，路面宽15.0m，路两侧的人行道宽4.0m，路两边密布各种市政管线，场地北侧为格林希尔双语幼儿园、瑞江花园、社区综合服务中心、合鑫广场住宅小区，南侧为在建的机电仓库地块安置房工地和工地的堆土区。总体上场地地形较平坦

4、，地面标高在2.5m～3.5m之间。地貌单元属长江三角洲太湖冲湖积平原。2.3水文地质条件根据地下水赋存条件，车站范围内地下水类型主要为松散岩类孔隙水，具体包括：全新统潜水层（二）、全新统微承压水（三）1、上更新统承压水（三）2、上更新统承压水（三）3。73车站主体及附属基坑支护方案根据本车站所处的环境、工程地质、水文地质及水文资料条件以及基坑深度，经技术经济综合比较、计算分析和工程类比，本车站主体围护结构采用800mm的地下连续墙+内支撑。根据周边建筑物和构筑物的重要性和分布情况，为确保临近建筑物和重要管线的正常使用。根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2

5、012），车站基坑工程侧壁安全等级为一级。车站周边建筑物密集，管线众多，应严格控制车站基坑外地面最大沉降量及围护结构最大水平位移，根据类似工程基坑变形控制等级的相关要求，本车站基坑变形控制等级一级：车站基坑外地面最大沉降量≤0.1%H，围护结构最大水平位移≤0.14%H，且≤30mm（H为基坑开挖深度）。本车站附属围护结构采用Φ850@600SMW工法桩+内支撑的形式。4.车站周边环境风险分析4.1车站周边建筑物及管线与基坑关系格林希尔幼儿园在车站围护结构北侧，为1~2层框架结构，独立基础，基础深度约1.5m，与主体基坑围护结构净距9.6m。DN400污水管系改迁至

6、此，距离车站围护结构北侧8.2m，埋深约2m。7DN800雨水管系改迁至此，距离车站围护结构北侧6.3m，埋深约2.2m。DN500上水管系改迁至此，距离车站围护结构北侧4.9m，埋深0.7~1.6m。DN219钢防腐燃气管系改迁至此，距离车站围护结构北侧0.93m，埋深0.6~1.3m。图1格林希尔幼儿园与车站位置关系图2管线与车站位置关系4.2有限元分析采用Plaxis有限元软件中的摩尔库伦模型，对上马墩站基坑开挖对周边格林希尔幼儿园、市政管线的影响进行有限元分析，包括基坑开挖过程中，对既有建筑物的影响。摩尔库伦模型是一种较好的土体模型，在以往土体开挖设计中较常

7、使用，此次有限元计算采用此种土体模型。1）计算模型及参数7计算断面处车站基坑宽52.95m，深18.01m，围护结构采用800mm连续墙，三道混凝土支撑。基坑一侧有四条市政管线分别于基坑平行，均为浅层管线，埋置在1-2m之间，管径分别为220mm、500mm、800mm和400mm。在管线的外侧距离基坑9.6m处为格林希尔幼儿园一座二层框架结构，基础为独立基础，基础埋深1.5m。建筑物和管线与基坑的相对位置及计算断面地层详见计算横断面图，地层物理力学参数可参见工程勘察参数表。图3计算模型考虑到基坑的长宽比较大，平面效应显著，本文采用岩土专业二维平面有限元软件Pl