郑州市地铁盾构隧道开挖对既有建筑物沉降分析

童振龙 杨东豫

【摘要】地铁建设是解决城市交通拥堵问题的有效途径。但如果施工措施不当，可能会导致地面沉陷、基坑垮塌、周边建筑物损害等事故。为了分析城市地铁隧道盾构施工对邻近建筑的影响，立足郑州市实际情况，引入FLAC3D数值模拟软件，动态模拟隧道盾构推进过程，分析由此引起的地表变形、邻近筏基结构的倾斜变形；并通过对关键参数的分析，研究隧道与筏基结构间距对地表最大沉降及建筑物基础差异沉降的影响程度。

【关键词】盾构隧道；FLAC3D；数值模拟；差异沉降

1.引言

随着国家中部崛起的战略目标的确定，郑州作为中部乃至中国的交通枢纽，必将在东部和西部经济转移和共同发展中起到重大作用。但由于郑州市基础设施的老化，特别是市区交通运输不能满足目前和将来的需要，不仅给市民工作和生活带来不便，更是阻碍了经济的发展。郑州的地铁和将来的城际轨道交通的无缝衔接，将使河南的中心城市带动作用更加明显。在地铁给人们带来方便的同时，其建造也会在某些方面给人们造成一些灾害。因此，研究地铁隧道施工引起地表沉降及变形预测刻不容缓。

2. FLAC3D数值模拟方法介绍

在隧道盾构模拟计算过程中，采用了三维快速拉格朗日差分分析方法（Fast Lagrangian Analysis of Continua 3D，简称FLAC3D）。FLAC3D是利用显式有限差分法为岩土工程提供精确有效分析的工具，可较好地解决诸多其它数值方法难以模拟的复杂的工程问题，如分步开挖、大变形大应变、非线性、隧道一土体一基础一结构共同作用等。……