摘 要

随着城市化的发展，交通堵塞这个问题是越来越严重了，地铁成为了城市人民生活中不可缺少的一种交通工具。所以，铁路附近的地下工程也正在进行。建筑物建设对附近铁路结构造成的一些损伤是一个不可以忽略的研究内容，一些建筑物的开挖施工导致了地铁铁路的微型变化，对铁路使用的长久性产生了严重影响。怎么能够来正确地展望到基坑或者建筑物的开挖修建对已经有的地铁结构的影响，这一点是我们应该马上要解决弄清楚的。本文的主要工作包括：

1. 分析海内外的一些在已有铁路结构旁边修建建筑物的实例，对基坑情况、基坑与铁路、建筑物与铁路的距离、基坑表里土体的固定等进行分析，总结一下基坑施工对已有铁路结构的影响。
2. 用Plaxis软件进行建模，研究基坑施工对已有铁路结构的影响，并且还要分析基坑施工引起的隧道弯曲变形、地连墙水平位移及地表沉降等，并将各个数据与实际施工过程中的数据进行对比分析。
3. 研究某市的典型软土，土体结构模型采用基坑三维有限元分析模型，分析基坑施工地与铁路的距离、高度差；以及基坑深度、基坑分区开挖、隧道环外部土体扰动区、地下水对临近铁路结构变形等的规律。

关键词：深基坑；地下停车场；地铁隧道；

Abstract

With the development of urbanization, the problem of traffic congestion is becoming more and more serious. The subway has become an indispensable means of transportation in urban people's life. So underground projects near the underground are also being carried out. The building construction is not a negligible contents of some of the damage caused by the nearby railway structure, led to the changes of micro railway excavation of some buildings, had a serious impact on the long-term use of the railway. How can we correctly predict the impact of excavation or excavation on the existing subway structure, which we should solve at once. The main work of this paper includes:

1. The analysis of some existing railway construction of buildings beside structure examples at home and abroad, analyzes the fixed conditions of foundation pit, foundation pit and railway, railway building and the distance, and pit soil, summarize the influence of foundation pit excavation on existing railway structure.
2. Using Plaxis software modeling, study the influence of foundation pit excavation on existing railway structure, and analysis of foundation pit construction of the tunnel caused by bending, the wall displacement and ground settlement, and the various data and the actual construction process of the data analysis.
3. The study of a typical soft soil, soil structure model of foundation pit with three-dimensional finite element analysis model, analysis of foundation pit construction and railway distance, height difference; and the excavation depth, excavation, foundation pit soil partition ring tunnel external disturbance law area, groundwater on the deformation of the structure near the railway.

【Key words】：Deep foundation pit; underground parking lot; subway tunnel;

目 录

摘 要 I

Abstract II

1 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1深基坑（地下停车场）开挖对隧道的影响 1

1.2.2地下停车场开挖的研究分析 4

1.2.3地下停车场开挖的影响 5

1.2.4地下停车场开挖模拟分析 8

1.2.5临近地铁隧道的影响 10

1.2.6存在的问题及不足 12

2 有限元软件介绍 14

2.1引言 14

2.2 有限元软件 14

2.2.1 有限元软件由来 14

2.2.2 PLAXIS 2D温度模板 15

3 数值模拟与数据 17

3.1引言 17

3.2工程概况 17

3.2.1工程地质条件 18

3.2.2水文地质条件 18

3.2.3工程支护设计 19

3.3模型数据 20

3.3.1 土层的数据 20

3.3.2板（地连墙）的数据 21

3.3.3锚杆的数据 21

3.3.4隧道的数据 22

3.4 主要施工步骤与假设 23

3.4.1主要施工步骤 23

3.4.2假设 23

3.5土层一般情况 24

3.6不同因素对地铁隧道影响的结果分析 26

3.6.1隧道与基坑相对位置影响 26

3.6.2隧道侧土体扰动的影响 30

3.6.3分区开挖的影响 35

3.7本章小结 39

4 结论与展望 41

4.1结论 41

4.2展望 41

致谢 43

1 绪论

1.1研究背景及意义

地上能够利用的土地资源是有限的，所以地下的资源能加以使用是非常好的。随着经济生活的飞速发展，拥有车的家庭日趋增长，因此停车成为一个难题。为了满足居民停车要求的，而且能做到不影响城市形象，停车用地更多地向地下开挖发展。这些年来,我们国家的城市地下停车场的建设取得了很大的成果,但是仍然存在着资金和劳动力投入不够、设计和规划不够深入以及管理这些方面的问题。在地下开挖停车场可以更好地把地表面一定的土地用来绿化居民的生活环境、改善小区环境质量并解决停车的困难的问题，使居民生活蒸蒸日上。但是地下开挖停车场这类基坑的开挖施工一般离地铁隧道结构较近，不但涉及到停车场本身的安全,同时也可能会对附近的地下构筑物,特别是对已有铁路结构的位移变化造成损伤,有时严重时更会影响地铁运作。所以对地下停车场的开挖的规划、设计是十分重要的,分析研究施工对已有地铁隧道结构的影响,对推动城市健康发展有着非常重要的意义。

通过地下停车场开挖施工对已有地铁隧道结构的影响的研究，了解新建地下停车场相对于地下停车场的安全位移，对地下停车场的开挖的施工工序以及停车场开挖的空间尺寸等进行优化设计，可以保证停车场的结构安全和地铁隧道结构的安全稳定，并且对以后隧道结构的加固，建筑材料的应用，建筑成本的计算，建筑空间的设计等提供借鉴和指导。这一研究不但能够解决停车问题，改善居民的生活，进一步加速城市化进程，而且还能够节约土地资源，降低施工成本，提高基坑施工的安全因素，降低对基坑附近铁路结构的影响。这一研究课题希望能在实践中加以验证，应用，创新，服务于未来城市建设。

1.2国内外研究现状

1.2.1深基坑（地下停车场）开挖对隧道的影响

地下停车场的开挖对地铁隧道结构影响方面的研究较少，且地上的土地资源是有限的，因此地下停车场的开挖势在必行。从以上可以得知，地下停车场的基坑工程未来的发展趋势要以实际的工程实践和现场反馈提交上来的资料为基础，会从传统强度控制设计慢慢转化为变形控制设计。在工程实施之前，模拟分析地下停车场开挖引起的土体变形数据,可以帮助我们优化对深基坑的设计方案，也能够提高施工的安全性，同时也能够保证附近地铁隧道结构受到最小程度的影响甚至不受影响，确保隧道结构的稳固。

魏刚等^[1] 研究的工程表示深层次的基坑开挖以及施工工作会极大程度地影响旁边的盾构隧道，隧道就会受到附加的受力，就会影响隧道的安全性，影响隧道的使用。现有的各种科研成果表示，我们在探究基坑开挖工程对旁边的隧道影响时可以用以下几种方法进行探测：现场实测分析、理论计算方法、离心模型试验法数值模拟。

杜晓晖^[4] 研究的工程是复建上海陆家嘴的开发大厦。多年来，周围环境产生了很大的变化,随着城市的发展，在基坑旁边新增了很多的运营铁路,给基坑施工带来了很大的困难而且也不利于保护环境。在这种极端的情况下，尽力加固围护体,增加围护体的综合刚度，还对施工方案进行优化和完善,才顺利地完成了基坑的开挖同时也做到了不影响铁路的运营。

杨凌云^[5] 通过对基础理论、实际施工方案和监测方案的分析总结，在分析数据的基础上统计我国近年来的9个大型临近隧道基坑开挖的工程实例，对不同的施工工程对基坑加固方面以及支护结等因素分析对比，在本案例给定条件下分析出基坑施工对临近铁路结构的不利影响。通过项目实例，对勘察设计、基坑支护、施工过程中的沉降监测相关理论和数据进行分析，归纳总结基坑开挖对侧边隧道的变形规律，提出了相应的措施。

石磊^[6] 根据先前的上海桃浦路－真南路的下穿立交深基坑工程，对双基坑工程的施工会给底下已经存在的双线地铁和隧道产生怎样的影响进行深入的分析和进一步的研究。从地表沉降，坑底隆起这多个方面介绍是什么影响了基坑的变形以及如何去计算。也分别从土质环境、地下水、相对位置、施工工艺这些方面，来探究和分析基坑工程的实施对附近的隧道结构造成的影响，同时也总结得出了基坑的施工引起隧道结构变形的一些有关计算理论。