城市隧道及邻近地下结构施工相互作用及其影响的研究

董永

摘要：伴随着城市化进程的日益发展，高层建筑的不断林立以及高层附近交通网的密切分布都成为了城市发展中必不可少的部分。城市隧道往往建立在密集的建筑物附近，更便于人们日常的交通，对城市的未来发展有着一定的规划意义。本文旨在为了更好地城市发展，对现阶段城市隧道和邻近地下施工的进行分析并提出针对性建议。

关键词：城市隧道;临近地下结构;施工相互作用

引言：

随着高层建筑的不断增多，地下空间的逐步开发。现阶段已经出现了很多地下隧道建立在原有的地下建筑物的附近，同时地下隧道的通过率明显增加。地下隧道的建立虽然在一定程度为人们的出行提供了便利，但是伴随着地下隧道的挖掘，地形会出现一定的变动后。从而改变地下环境，危机邻近建筑物的安全。除此之外，如果在现有的地下隧道附近建立新的隧道，一定程度上对原有的地下隧道造成影响，隧道出现变形，从而造成原有隧道的安全性能降低，使用率下降。因此在原有隧道或者楼层建筑附近施工前，必须明确结构的施工方案，明确城市隧道与邻近地下施工的相互作用和影响程度，针对此类现象进行研究并且提出具体的预防措施。要求与城市隧道施工的有关的设计者、施工者以及科研人员，能够更精准地掌握隧道开挖所带来的不良影响，从而进一步对隧道的设计和施工方案进行完善，将施工的方向和施工的可行性转移至正确的发展方向，对隧道及时采取相关的保护措施和加固方案。

一、城市隧道及邻近地下结构研究现状

主要是进行现场实测和模型试验，对隧道、土体相互作用进行预测和评价，两者之间的相互作用很大程度上取决于施工质量和土体以及施工的结构特性。

二、隧道以及周边地下结构施工的相互作用

（一）隧道对邻近建筑物产生的影响

城市隧道对于改善城市的交通，促进城市的发展都能够起到有效地促进作用。但是伴随着城市的高楼林立以及地下空间的大量开发，导致隧道、基坑等地下工程项目日益增加，对周围的土壤性质进行了改变。威胁到了相邻结构物以及相邻土体的安全，对于隧道的使用以及地铁的运行安全都造成了影响。

（二）对邻近桩基的影响

隧道、土体、桩基三者之间有着三维相互作用效应。隧道施工导致基桩产生沉降等问题，其发生的主要因素包括土体体积缺失、土质、桩顶的约束情况等。桩在隧道面开挖的过程当中，土的压力得到释放，土体剪切，土中容易产生大量的孔隙水压力，最终造成桩基的大位置移动。

（三）后建隧道对其的影响

起初存于土体中的隧道，伴随着地下隧道的发展。周围的土地也逐渐开始趋于稳定。邻近后续隧道的施工容易造成土地土质的改变，导致土体周围出现极其复杂的行为。作用在邻近的隧道上，就会改变受力状态，造成变形和移动，严重会导致管片的损坏。

（四）桩基施工对邻近隧道的影响

邻近的桩基施工往往会通过邻近隧道的沉降而出现内力的变化，主要是由于桩基施工会造成挤土效应，导致桩周土体出现压力移位和增加。

（五）基坑工程对于相邻隧道的影响。

在基坑工程的施工过程当中，对与邻近隧道产生显著地影响。通过调查发现，在进行基坑开挖后，隧道以水平的方式进行移动。其水平移动的量大于垂直方向的移动量，导致隧道出现横式的变形。隧道本身刚度较大，因此隧道对于土体产生抵抗作用，并且在垂直的方向时的抵抗作用增大。除此之外，地下连续的墙体施工也会对土体造成较为明显的影响，因此对于基坑开挖要将邻近地下连续墙的施工考虑在内，并对造成的影响进行深度的分析。

三、预防城市隧道对其周边地下结构施工的影响措施

在进行设计的初始阶段，可以应用三维的计算方式，对后续的隧道挖掘进行预测，明确邻近的结构物以及相邻土体之间的联系。对于周围土体的变化进行明确的测量并给予一定的量化指标，有利于确定隧道的建设方案。

在施工的过程当中，对于原有隧道以及邻近的结构物进行监测。真正实现信息化施工，根据预测值和现测值的关系，对于原有隧道以及邻近结构物的土体性状进行分析，有利于隧道的改进。

桩基、临时或者永久的挡土结构或者勘探工程的设计与施工，都必须要将邻近隧道的最小安全距离以及施工方法作为首要的考虑因素。可以采取减少土体移动的方法、安装解约束隔膜等方法来保证邻近建筑的安全，避免安全隐患的出现。

除此之外，在隧道旁边开挖深基坑，尽快将支撑浇筑完成能够将隧道侧移控制在有效的范围之内，能够在一定程度上纠正隧道横截面的变量。在进行设计的过程当中，能够强化隧道的柔性同时提升隧道的土体变形能力，提升隧道适应各种土体的能力。

结语：

综合上述全文可知，本文针对性的研究了城市隧道与邻近地下结构施工造成的关系和影响。现阶段地下空间的开发与日俱增，而地下隧道施工所带来的影响如经济影响社会影响以及地面沉降所带来的安全问题，依然得不到良好的解决方案。因此应当对隧道以及邻近地下结构的相互作用和影响进行分析并且提出有效的预防措施。

城市隧道的施工虽然不可避免的会造成周围土体的损害以及对附近地下结构的影响，但是随着城市进程的加快，相关部门越来越重视城市隧道开挖的安全性和稳定性并且提出更加有效的防治措施。

隧道在进行施工的过程中，应当进行综合性的考量比如地下水、地层条件、施工方法和施工工艺等。对周边环境进行保护，将损害度降到最低，减小对周边建筑物的影响程度。如果施工离周边建筑物较近，影响较大的时候应当在对隧道施工进行控制的同时，适当的采取加固措施。尽量改善隧道施工一侧建筑物的稳定程度和地质条件，减少地层的不均匀沉降现象的出现，将其控制在安全范围内;在现场应当密切监测建筑物的变动情况以及周边的环境，如果周边建筑环境比较复杂应当强化减震措施，预防地层的位置變动，减轻周边的环境影响。将隧道内外的防治措施相结合进行综合的管理。强化对建筑物的保护措施，将一切控制在合理的理论基础之内，推动地下隧道的顺利建设。

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