[发明专利]一种上方基坑开挖引起隧道纵向上浮变形的简易确定方法

说明书

本发明具体涉及一种上方基坑开挖引起隧道纵向上浮变形的简易确定方法：步骤1，确定上方基坑的几何信息、既有隧道的几何信息和地质信息；步骤2，计算上方基坑开挖引起的既有隧道竖向附加荷载；当既有隧道没有位于基坑正下方和/或既有隧道与基坑斜交时，对既有隧道竖向附加荷载进行修正；步骤3，计算上方基坑开挖引起的既有隧道竖向位移；步骤4，计算上方基坑开挖引起的既有隧道纵向差异沉降和既有隧道纵向曲率。本发明提供的一种上方基坑开挖引起隧道纵向上浮变形的简易确定方法，可以预测上方基坑开挖引起的既有地铁隧道纵向变形分布，从而能够为上方基坑开挖设计提供指导建议，并且本方法简单实用，便于应用推广。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种上方基坑开挖引起隧道纵向上浮变形的简易确定方法。

背景技术

伴随着我国城市地下空间的持续开发，在既有地下轨道交通结构上方进行新建基坑开挖的工程逐渐增多。地下隧道结构在纵向上刚度普遍较弱，在上部土体开挖卸荷作用下，容易发生上浮变形，严重时可能出现管片接缝张开、错台、渗漏水和开裂、掉块等病害，影响地下轨道交通结构的正常运营。地下轨道交通结构对变形的要求较为严格。如中华人民共和国行业标准：《城市轨道交通结构安全保护技术规范》，标准号CJJ／T 202-2013，发布日期2013年09月25。该标准中规定隧道竖向变形的预警值为10 mm，控制值为20 mm。现有技术[1]魏纲. 基坑开挖对下方既有盾构隧道影响的实测与分析[J]. 岩土力学, 2013(05).一文中统计了14 个国内在既有地铁隧道上方进行基坑开挖的实例，发现有9例隧道竖向位移超过预警值。

目前现有技术中，预测上方基坑开挖引起的既有地铁隧道纵向上浮变形的研究方法主要为基于两阶段的理论分析方法。在第一阶段计算得到作用于既有隧道上的附加应力（或位移），在第二阶段通过隧道-土体相互作用模型计算既有隧道的变形和内力。现有技术[2] Liang R ,Xia T ,Huang M , et al. Simplified analytical method forevaluating the effects of adjacent excavation on shield tunnel consideringthe shearing effect[J]. Computers Geotechnics, 2017, 81(jan.):167-187.从现有技术[2]《Simplified analytical method for evaluating the effects of adjacentexcavation on shield tunnel considering the shearing effect（考虑剪切效应下盾构隧道邻近开挖影响的简化分析方法）》一文中通过Mindlin弹性解计算上方基坑开挖引起的既有盾构隧道所在位置处的土体附加应力近似作为隧道附加荷载，将盾构隧道简化为铁木辛科梁，采用Pasternak地基梁模型计算附加荷载作用下的隧道变形。理论分析方法虽然概念清晰，但是求解过程相对复杂，针对不同工况需要编写相应的计算程序，不利于施工和设计人员直接采用。

因此，针对上方基坑开挖引起的既有隧道上浮变形这一问题，需要提供一种上方基坑开挖引起隧道纵向上浮变形的简易确定方法。

发明内容

本发明提供一种上方基坑开挖引起隧道纵向上浮变形的简易确定方法，可以预测上方基坑开挖引起的既有地铁隧道纵向变形分布，从而能够为上方基坑开挖设计提供指导建议，并且本方法简单实用，便于应用推广。从而弥补了有限元方法耗时长和理论方法计算过程复杂的不足。

一种上方基坑开挖引起隧道纵向上浮变形的简易确定方法，具体包括如下步骤：

步骤1，确定上方基坑的几何信息、既有隧道的几何信息和地质信息；

所述的上方基坑几何信息包括：基坑开挖长度L，基坑开挖深度H，基坑开挖宽度B；