城市隧道及鄰近地下結(jié)構(gòu)施工相互作用及其影響的研究

董永

摘要：伴隨著城市化進(jìn)程的日益發(fā)展，高層建筑的不斷林立以及高層附近交通網(wǎng)的密切分布都成為了城市發(fā)展中必不可少的部分。城市隧道往往建立在密集的建筑物附近，更便于人們?nèi)粘５慕煌ǎ瑢?duì)城市的未來發(fā)展有著一定的規(guī)劃意義。本文旨在為了更好地城市發(fā)展，對(duì)現(xiàn)階段城市隧道和鄰近地下施工的進(jìn)行分析并提出針對(duì)性建議。

關(guān)鍵詞：城市隧道;臨近地下結(jié)構(gòu);施工相互作用

引言：

隨著高層建筑的不斷增多，地下空間的逐步開發(fā)?，F(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)了很多地下隧道建立在原有的地下建筑物的附近，同時(shí)地下隧道的通過率明顯增加。地下隧道的建立雖然在一定程度為人們的出行提供了便利，但是伴隨著地下隧道的挖掘，地形會(huì)出現(xiàn)一定的變動(dòng)后。從而改變地下環(huán)境，危機(jī)鄰近建筑物的安全。除此之外，如果在現(xiàn)有的地下隧道附近建立新的隧道，一定程度上對(duì)原有的地下隧道造成影響，隧道出現(xiàn)變形，從而造成原有隧道的安全性能降低，使用率下降。因此在原有隧道或者樓層建筑附近施工前，必須明確結(jié)構(gòu)的施工方案，明確城市隧道與鄰近地下施工的相互作用和影響程度，針對(duì)此類現(xiàn)象進(jìn)行研究并且提出具體的預(yù)防措施。要求與城市隧道施工的有關(guān)的設(shè)計(jì)者、施工者以及科研人員，能夠更精準(zhǔn)地掌握隧道開挖所帶來的不良影響，從而進(jìn)一步對(duì)隧道的設(shè)計(jì)和施工方案進(jìn)行完善，將施工的方向和施工的可行性轉(zhuǎn)移至正確的發(fā)展方向，對(duì)隧道及時(shí)采取相關(guān)的保護(hù)措施和加固方案。

一、城市隧道及鄰近地下結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀

主要是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和模型試驗(yàn)，對(duì)隧道、土體相互作用進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，兩者之間的相互作用很大程度上取決于施工質(zhì)量和土體以及施工的結(jié)構(gòu)特性。

二、隧道以及周邊地下結(jié)構(gòu)施工的相互作用

（一）隧道對(duì)鄰近建筑物產(chǎn)生的影響

城市隧道對(duì)于改善城市的交通，促進(jìn)城市的發(fā)展都能夠起到有效地促進(jìn)作用。但是伴隨著城市的高樓林立以及地下空間的大量開發(fā)，導(dǎo)致隧道、基坑等地下工程項(xiàng)目日益增加，對(duì)周圍的土壤性質(zhì)進(jìn)行了改變。威脅到了相鄰結(jié)構(gòu)物以及相鄰?fù)馏w的安全，對(duì)于隧道的使用以及地鐵的運(yùn)行安全都造成了影響。

（二）對(duì)鄰近樁基的影響

隧道、土體、樁基三者之間有著三維相互作用效應(yīng)。隧道施工導(dǎo)致基樁產(chǎn)生沉降等問題，其發(fā)生的主要因素包括土體體積缺失、土質(zhì)、樁頂?shù)募s束情況等。樁在隧道面開挖的過程當(dāng)中，土的壓力得到釋放，土體剪切，土中容易產(chǎn)生大量的孔隙水壓力，最終造成樁基的大位置移動(dòng)。

（三）后建隧道對(duì)其的影響

起初存于土體中的隧道，伴隨著地下隧道的發(fā)展。周圍的土地也逐漸開始趨于穩(wěn)定。鄰近后續(xù)隧道的施工容易造成土地土質(zhì)的改變，導(dǎo)致土體周圍出現(xiàn)極其復(fù)雜的行為。作用在鄰近的隧道上，就會(huì)改變受力狀態(tài)，造成變形和移動(dòng)，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致管片的損壞。

（四）樁基施工對(duì)鄰近隧道的影響

鄰近的樁基施工往往會(huì)通過鄰近隧道的沉降而出現(xiàn)內(nèi)力的變化，主要是由于樁基施工會(huì)造成擠土效應(yīng)，導(dǎo)致樁周土體出現(xiàn)壓力移位和增加。

（五）基坑工程對(duì)于相鄰隧道的影響。

在基坑工程的施工過程當(dāng)中，對(duì)與鄰近隧道產(chǎn)生顯著地影響。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行基坑開挖后，隧道以水平的方式進(jìn)行移動(dòng)。其水平移動(dòng)的量大于垂直方向的移動(dòng)量，導(dǎo)致隧道出現(xiàn)橫式的變形。隧道本身剛度較大，因此隧道對(duì)于土體產(chǎn)生抵抗作用，并且在垂直的方向時(shí)的抵抗作用增大。除此之外，地下連續(xù)的墻體施工也會(huì)對(duì)土體造成較為明顯的影響，因此對(duì)于基坑開挖要將鄰近地下連續(xù)墻的施工考慮在內(nèi)，并對(duì)造成的影響進(jìn)行深度的分析。

三、預(yù)防城市隧道對(duì)其周邊地下結(jié)構(gòu)施工的影響措施

在進(jìn)行設(shè)計(jì)的初始階段，可以應(yīng)用三維的計(jì)算方式，對(duì)后續(xù)的隧道挖掘進(jìn)行預(yù)測(cè)，明確鄰近的結(jié)構(gòu)物以及相鄰?fù)馏w之間的聯(lián)系。對(duì)于周圍土體的變化進(jìn)行明確的測(cè)量并給予一定的量化指標(biāo)，有利于確定隧道的建設(shè)方案。

在施工的過程當(dāng)中，對(duì)于原有隧道以及鄰近的結(jié)構(gòu)物進(jìn)行監(jiān)測(cè)。真正實(shí)現(xiàn)信息化施工，根據(jù)預(yù)測(cè)值和現(xiàn)測(cè)值的關(guān)系，對(duì)于原有隧道以及鄰近結(jié)構(gòu)物的土體性狀進(jìn)行分析，有利于隧道的改進(jìn)。

樁基、臨時(shí)或者永久的擋土結(jié)構(gòu)或者勘探工程的設(shè)計(jì)與施工，都必須要將鄰近隧道的最小安全距離以及施工方法作為首要的考慮因素?？梢圆扇p少土體移動(dòng)的方法、安裝解約束隔膜等方法來保證鄰近建筑的安全，避免安全隱患的出現(xiàn)。

除此之外，在隧道旁邊開挖深基坑，盡快將支撐澆筑完成能夠?qū)⑺淼纻?cè)移控制在有效的范圍之內(nèi)，能夠在一定程度上糾正隧道橫截面的變量。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，能夠強(qiáng)化隧道的柔性同時(shí)提升隧道的土體變形能力，提升隧道適應(yīng)各種土體的能力。

結(jié)語：

綜合上述全文可知，本文針對(duì)性的研究了城市隧道與鄰近地下結(jié)構(gòu)施工造成的關(guān)系和影響。現(xiàn)階段地下空間的開發(fā)與日俱增，而地下隧道施工所帶來的影響如經(jīng)濟(jì)影響社會(huì)影響以及地面沉降所帶來的安全問題，依然得不到良好的解決方案。因此應(yīng)當(dāng)對(duì)隧道以及鄰近地下結(jié)構(gòu)的相互作用和影響進(jìn)行分析并且提出有效的預(yù)防措施。

城市隧道的施工雖然不可避免的會(huì)造成周圍土體的損害以及對(duì)附近地下結(jié)構(gòu)的影響，但是隨著城市進(jìn)程的加快，相關(guān)部門越來越重視城市隧道開挖的安全性和穩(wěn)定性并且提出更加有效的防治措施。

隧道在進(jìn)行施工的過程中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行綜合性的考量比如地下水、地層條件、施工方法和施工工藝等。對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，將損害度降到最低，減小對(duì)周邊建筑物的影響程度。如果施工離周邊建筑物較近，影響較大的時(shí)候應(yīng)當(dāng)在對(duì)隧道施工進(jìn)行控制的同時(shí)，適當(dāng)?shù)牟扇〖庸檀胧１M量改善隧道施工一側(cè)建筑物的穩(wěn)定程度和地質(zhì)條件，減少地層的不均勻沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)，將其控制在安全范圍內(nèi);在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)當(dāng)密切監(jiān)測(cè)建筑物的變動(dòng)情況以及周邊的環(huán)境，如果周邊建筑環(huán)境比較復(fù)雜應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化減震措施，預(yù)防地層的位置變動(dòng)，減輕周邊的環(huán)境影響。將隧道內(nèi)外的防治措施相結(jié)合進(jìn)行綜合的管理。強(qiáng)化對(duì)建筑物的保護(hù)措施，將一切控制在合理的理論基礎(chǔ)之內(nèi)，推動(dòng)地下隧道的順利建設(shè)。

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