摘 要:随着我国经济的快速发展,我国城市化水平逐步提高,城市人口快速增长,交通拥堵问题严重。为了解决这一问题,促进我国城市的持续发展和进步,城市轨道交通取得了长足的进步。因此,城市中的工程建设也逐渐增多,尤其是基坑工程,在此过程中应充分考虑工程建设对邻近隧道岩土工程的影响。
关键词:基坑施工;邻近隧道;岩土工程;影响
1 前言
目前,在城市建设过程中,越来越多的新项目将与隧道岩土相邻。与此同时,随着工程技术的进步,隧道岩土的施工越来越合理。在对既有岩土进行基坑施工前,有必要对隧道岩土进行计算分析。主动使用有限元计算软件(MIDAS/GTS)可以起到很好的作用,不仅可以计算隧道岩土结构的变形,还可以通过现场检测和数值模拟计算结果的对比分析,主动判断其对隧道岩土工程的影响。
2 基坑施工工程现状
改革开放以来,中国社会经济持续发展,城市人口大幅增加。有限的城市空间已经不能满足人们生存和发展的需要。人们开始向高空和地下空间发展,地下空间的发展不可避免地涉及基坑工程。基坑工程是指为保证基坑施工安全、主要地下结构和周围环境免受破坏而采取的支护结构、降水和土方开挖及回填。目前,各种隧道、地下广场、地下街道、地下停车场和地下人防工程的建设都需要地下开挖,导致大量的基坑工程得到了极大的发展。基坑工程是集地质工程、岩土工程、结构工程和岩土测试技术于一体的系统工程。随着其他几项工程技术的不断发展,为基坑工程的发展提供了良好的基础和保障。
3 基坑施工对邻近隧道岩土工程的影响分析
3.1 地下水位预测
在基坑施工过程中,会对周围邻近隧道的岩土产生影响。需要对这些影响进行全面详细的分析,并积极采取有效的方法和对策进行处理,以有效控制对隧道岩土工程的不利影响,更好地提高基坑施工的安全性和稳定性。在基坑施工过程中,不可避免地会涉及地下水位。根据地下水位的相关条件进行预测,能够有效控制地下水位对隧道岩土工程的不利影响。
3.2 地下水位预测的良好方式
在进行地下水位预测的过程中,隧道岩土可以采用以下两种方法:一是增量法。在实际应用过程中,该方法的计算结果针对性强,能够充分反映水位下降对结构的影响,但缺点是不能解释隧道岩土结构的总应力情况。
第二,总量法。用总量法预测地下水位时,需要考虑隧道岩土结构的初始应力状态,同时需要充分反映水位下降时的结构应力状态。在进行地下水位预测工作时,如果知道隧道岩土周围地层分布和土质的相关条件,就可以积极运用总量法有效预测地下水位下降对隧道岩土结构应力的影响。
3.3 地下水位下降过程中隧道岩土的受力情况分析
基坑施工过程中地下水位持续下降时,处于不同水位,对隧道土工结构强度的影响不同。对这些情况进行综合分析将提高基坑施工的总体效果。隧道岩土隧道岩土结构的最大轴力和最大弯矩随着地下水水位下降呈线性增长。
3.4 基坑内外渗流
基坑施工工程不仅会造成邻近隧道岩土工程周围地下水位下降,基坑周围土层横向移动,导致隧道岩土结构变形,还会造成基坑内外渗漏问题。如果长期施工而不改善这一问题,基坑工程内外都会发生渗漏,导致隧道周围地层的砂流失。
砂一旦开始渗漏,隧道土工结构的地层系数就会降低,从而降低了隧道土工工程中地基的稳定性和可靠性。因此,有必要采取相互依存的措施,科学合理地规划基坑工程,尽量减少基坑工程对邻近隧道土工工程的不利影响,避免因施工而降低隧道工程的稳定性和可靠性。
3.5 基坑上方建筑物对隧道岩土工程的影响
基坑施工对邻近隧道岩土工程的另一个影响是基坑上方建筑物对隧道岩土工程的影响。基坑工程的内部施工不仅会影响邻近隧道的岩土结构,而且基坑上方建筑物的情况也会引起隧道岩土结构的应力变化。基坑上方建筑物的荷载直接影响隧道岩土工程的附加荷载。如果隧道岩土工程不采取安全可靠的防护措施和修整措施,基坑上方建筑物的荷载将增加隧道岩土工程的荷载,严重时甚至坍塌,给隧道的安全运行带来不利影响,给隧道维护人员带来生命威胁。因此,基坑工程上方的建筑物应充分考虑基坑工程附近隧道对岩土工程的影响,并采取有效的防护措施,纠正隧道岩土工程,避免因荷载增加而坍塌。
4 基坑施工对邻近隧道岩土工程影响因素分析
首先,隧道岩土。基坑施工会导致隧道岩土附近水域水位下降,从而导致隧道外壁应力状态发生一定变化。
第二,基坑施工时,周围土层会横向移动。此时,隧道岩石外壁上的侧向土压力将被释放,影响隧道本身的稳定性。
第三,在开展基坑施工作业工作的过程中,基坑的内外将会容易出现一些渗流问题,长时间的施工工作,将可能会诱发隧道周边的地层砂土流失的情况,这时候隧道岩土地层基床系数容易降低,地基本身的稳定性将会遭到破坏。
第四,基坑上方所建设的建筑物,其荷载将会直接影响到隧道岩土的附加负荷。隧道岩土在没有积极采用有效防护措施和修整工作的前提下,将会增加自身的荷载,容易出现坍塌问题。
5 隧道实测分析
首先,隧道岩土监测点应合理布置。本次监测工作纵向范围为105m,共布置10个监测断面。监控部分的情况如图1所示。其次,对隧道岩土监测结果进行综合分析,总结监测数据。可以看出,基坑施工时,隧道结构的隆起和沉降也发生了相应的变化,前者的左线为1.45mm,右线为1.75mm,后者的左线变为-1.30mm,而右线变为-1.77mm,总控制值为6.0mm。
6 结语
随着现在城市地下建筑的增加和地下軌道交通的发展,基坑施工对邻近隧道岩土工程的影响分析这一问题越来越重要。根据针对基坑施工工程的情况对邻近的隧道岩土工程受力结构的影响进行全面的分析,针对各种不利影响因素,找到解决措施。促进基坑工程施工的顺利进行,保证隧道岩土工程的安全性和稳定性。针对基坑工程施工对邻近隧道岩土工程的影响情况进行全面细致的分析和研究,将能够为有效控制隧道岩土本身的稳定性和安全性,提供良好的前提条件,还能有效促进基坑施工工作的顺利进行。
参考文献:
[1] 邢飞,温耿马,陈浩浩.基坑施工对邻近隧道岩土工程的影响分析[J].世界有色金属,2017(6).
[2] 齐瑞文,高伟.基坑工程对邻近地铁隧道影响的分析与对策[J].城市建设理论研究:电子版,2015(1).
作者简介:
陈玲(1984—)女,民族:汉族,籍贯:山东威海,学历:本科,职称:中级工程师,研究方向:岩土工程。