论文发表||工程风险研究团队发表临近深基坑开挖对下卧盾构隧道结构扰动影响及控制优化研究新成果

当前位置：首页最新动态

发布时间：2025-02-26

近日，同济大学工程风险研究团队张冬梅教授、曾念晨硕士研究生、甘彬霖博士研究生等在《工程力学》期刊上发表了题为《临近深基坑开挖对下卧盾构隧道结构扰动影响及控制优化》的论文，报道了临近深基坑开挖对下卧盾构隧道结构受力变形扰动影响及控制优化研究成果。

随着城市地下空间结构立体化、密集化和复杂化发展，城市核心区域深基坑工程不断增多，新建深基坑工程对既有隧道结构扰动案例增加成为必然趋势。而上部深基坑开挖扰动和卸荷效应会导致既有隧道结构在向上的附加应力作用下产生不均匀竖向隆起变形，从而产生管片开裂、接头渗漏水等病害，造成既有隧道结构受力变形破坏，严重威胁隧道结构的安全运营。

基于以上背景，本文以某既有盾构隧道区间上部深基坑开挖工程为案例（图1、图2），通过建立三维数值模型（图3）对比分析了整体开挖（方案Ⅰ）、顺次开挖（方案Ⅱ）、基坑两侧向中部对称跳挖（方案Ⅲ）、基坑中部向两侧对称开挖（方案Ⅳ）4种典型开挖方案对下卧隧道结构纵向横截面弯矩、环间剪切力（图4）及其上浮变形和净空收敛特征（图5），以期为施工方案优化提供理论指导。同时，分析比选了不同控制优化方法的适用性，并重点针对隧道内堆载控制措施，对堆载区域长度（图6）及堆载大小（图7）开展了变形优化分析。

研究表明：临近深基坑开挖扰动下下卧双线盾构隧道结构附加应力以负弯矩为主，最大负弯矩位于基坑开挖中段下方；下卧盾构隧道以竖向上浮变形为主，分区开挖能有效减少隧道结构上浮变形，基坑两侧向中部对称跳挖、顺次开挖、基坑中部向两侧对称开挖方案的上浮变形量相比整体开挖分别减少21.90%、19.04%和11.07%；增加堆载区域长度和堆载量可有效提升上浮变形控制效果，堆载长度建议为隧道下卧段长度的80%，二级堆载量应大于200kN/m。