深圳市地铁运营管理办公室 广东省 深圳市 518040
摘要：本文主要以深圳丰盛町这一区域内的地下街道的暗挖工程为施工案例，利用了变形有限元分析的方法建立模型，并实现了对该处暗挖施工工程进行了三维数值模拟工作。本文首先阐述了工程施工的基本内容，并利用建立有限元模型分析了工程施工的相关参数，为提高地下街隧道的暗挖施工质量提供参考。
关键词：城市地下街；隧道暗挖；有限元分析
一、工程主要施工内容
地下街隧道的暗挖施工需要考虑施工过程中对周围土体造成的变形影响以及正确的判断工程支护结构的形状。对深圳阳光街的地下隧道暗挖工程需要建立有限元模型来模拟工程施工的全过程，进而判断施工过程中对周围土体的沉降情况、地下街顶板的下沉情况以及当底板隆起之后会对隧道暗挖造成的影响。
阳光街地下暗挖工程位于深南大道处，且距离地铁站以及招商银行大厦较近。该区域的暗挖隧道呈由北向南的形状，并且贯穿于深南大道的地下通道。具相关数据显示，地下街隧道的高度为7.1m，并且隧道跨度为13.7m。其施工位置有大量的地下管线，并且该隧道的底部与地铁区间内隧道顶部的距离为33cm。
二、建立有限元分析模型
结合实际的勘探数据，将施工区域内的地层分布情况及详细参数进行了总结，如表1 所示。为了确保施工的顺利进行需要加固周围的围岩，因此施工人员可以利用大管棚以及小导管注浆的方式，并控制加固圈的厚度为0.5-1.5m之间[1]。值得注意的是，在应用此种方法加固围岩时，需要将大管棚的厚度控制在1.5m左右。
三、分析有限元模型计算结果
（一）地层出现位移情况
如图3所示，在断面x=-6.5的情况下，在施工过程中会出现地面与地下街顶板共同沉降的问题，此外可以得知当地下街开始进行暗挖工程时以及拆除临时支护时会造成地面以及地下街顶板沉降的问题，并且其沉降的程度较大[2]。当开始进行暗挖工程时会造成大约占总位移40%的位移，而拆除临时支护时会出现占总位移30%的位移情况。此外地下街隧道的暗挖会造成地铁隧道拱起的现象，其隆起量已经到达了隆起的最大程度。在对地铁上方的底板进行施工时不会出现明显的沉降问题。此处施工地面沉降的最大值为15.7mm，在此沉降范围内，当地表出现沉降现象时，地面没有出现隆起的问题。由于在地下存在结构立柱，并且受应力路径的影响，因此地下街横向的地面沉降最明显的位置出现在y=0.7m的位置。
图4 地铁隧道拱顶变形图
总结
综上所述，通过以上模型数据可以分析出以下三点：第一，深圳城市地下街隧道在暗挖施工的过程中对施工环节的各项数据进行了数值模拟，科学的数值模拟可以为布设工程施工监测点提供有力的依据，同时结合监控量测来对施工环节进行科学的指导，确保工程施工质量。第二，结合数据可知，在进行暗挖施工隧道的过程中，开挖初期极易对地下管线造成不同程度的破坏，并且造成破坏的原因是开挖引起了地层沉降的现象。因此施工人员需要严格的监控地表沉降问题。第三，为了有效的解决应因施工带来的地铁隧道隆起变形的问题，需要施工人员对新建的地下街隧道进行施作底板的工作，此种施工方法可以有效的改善隧道上浮隆起的问题。
参考文献
[1]王建新.深圳城市地下街隧道暗挖施工变形有限元分析[J].路基工程,2010(03):114-116.
[2]王亮.暗挖施工地层沉降变形机理分析[J].湖南城市学院学报(自然科学版),2016,25(04):19-20.
论文作者:廖双青
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/10
标签：隧道论文; 地下论文; 工程论文; 有限元论文; 位移论文; 深圳论文; 地层论文; 《防护工程》2019年第2期论文;