采用“隧道先行、车站后建”方法施工的地铁站深基坑大变形特性分析

《European Journal of Environmental and Civil Engineering》：Analysis of large deformation characteristics of deep foundation pit at a subway station constructed by the tunnel-before-station method

本文研究地铁车站深基坑变形成因，采用数值模拟分析支护结构受力与变形特性，发现最大水平位移达开挖深度的0.32%-0.92%，变形集中在未支护墙段。主要因素包括未分离岩层裂隙水、岩层软化及注浆不足，为类似工程提供设计施工参考。

　　

摘要

本文研究了采用“隧道先行-车站后建”方法建造的地铁车站深基坑出现显著变形的原因，重点探讨了盾构施工对基坑内部受力及变形的影响。研究基于一个经历了较大变形的深基坑项目，通过分析现场监测数据，研究了围护墙倾斜度及支护轴力的变化，从而确定了这些变形的成因。研究人员使用MIDAS/GTS软件建立了盾构-土体-周围结构相互作用的三维数值模型，以分析基坑的受力与变形特性。研究结果表明，围护墙的最大侧向位移达到了开挖深度（H_e）的0.32%至0.92%。盾构开挖区域上方的围护墙（尤其是未受支撑的部分）变形最为严重。最大侧向位移的发生深度从9.5米变化到了15.0米，且靠近开挖面的第一道和第二道未受支撑支护的轴力显著增加。当数值模型考虑了基坑内粉砂岩的软化效应以及盾构尾部注浆不足的情况后，计算得到的围护墙变形值与实际测量值之间的偏差控制在10%以内，显示出较高的精度。这些发现表明，未分离的基岩裂隙水、围护墙底部岩层的软化以及盾构掘进过程中注浆不足的共同作用导致了此次严重的变形。本研究的结果可为采用“隧道先行-车站后建”方法设计及建造地铁基坑提供宝贵的参考。