【摘 要】
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随着地铁建设和城市地下空间开发的快速发展,处于服役期的地铁盾构隧道难免会受到邻近基坑开挖的影响。而根据相关文献资料调研,现有基坑支护设计往往很少考虑到现有地铁隧道的运营现状,包括隧道既有变形,隧道病害等等。实际上处于不同运营状态的地铁隧道受基坑开挖影响程度不同。因此,本文提出了考虑隧道运营现状的安全模糊评价体系,并基于该评价体系,对基坑支护优化进行相关研究,主要进行了以下工作:(1)查阅相关文献资
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随着地铁建设和城市地下空间开发的快速发展,处于服役期的地铁盾构隧道难免会受到邻近基坑开挖的影响。而根据相关文献资料调研,现有基坑支护设计往往很少考虑到现有地铁隧道的运营现状,包括隧道既有变形,隧道病害等等。实际上处于不同运营状态的地铁隧道受基坑开挖影响程度不同。因此,本文提出了考虑隧道运营现状的安全模糊评价体系,并基于该评价体系,对基坑支护优化进行相关研究,主要进行了以下工作:(1)查阅相关文献资料,从基坑开挖对隧道影响,模糊评价应用,基坑支护优化三个方面对国内外研究现状进行阐述。目前评价基坑开挖对隧道的影响时,以规范规定的变形控制值为主,较少考虑到地铁运营现状,且存在“硬边界”的问题。而隧道既有变形和病害对隧道受力状态和变形影响较大,不可忽略。地铁隧道安全相关的模糊评价中,对其应用方面研究较少,有待进一步研究。(2)基于不足之处,考虑地铁盾构隧道运营现状,建立包括隧道既有位移和径向收敛值,隧道渗漏水等多个指标的模糊安全评价体系。根据地铁运营现状调查,对基坑开挖前隧道区间安全状态进行评价,确定隧道安全模糊评价等级,得到开挖前隧道安全等级为第二级,隧道安全等级相对较高。(3)通过建立三维有限元分析模型,对地铁盾构隧道受基坑开挖影响进行分析。计算结果显示,隧道位移和径向收敛值符合相关规范要求。但根据模糊评价结果,考虑地铁运营现状后,隧道安全评价等级下降为第五级,隧道安全等级相对较低。在原有支护方案下,基坑开挖后隧道安全度不足,承受外界影响能力降低。(4)根据基坑开挖前后安全等级隶属度变化,以隧道五级安全等级隶属度0.1为控制阈值,结合有限元计算结果,得到隧道位移和径向收敛值的容许剩余变形包络图。以此为优化目标,提出支护优化思路,采用正交分析考虑经济性,确定支护优化方案。最后根据现场基坑开挖完成后的实测数据,隧道发生了8.8mm最大位移和6.9mm最大径向收敛变形。根据安全模糊评价结果,隧道安全等级属于第三级,隧道五级安全等级隶属度小于0.1,隧道满足既定的安全目标。验证了在以盾构隧道安全等级隶属度为控制阈值下,基坑支护优化方法的有效性。证明该方法能够更全面,更科学地考虑地铁盾构隧道运营现状的影响,对基坑支护进行优化设计。
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