第３４卷第１期 膳笾建磺 Ｔｕｎｎｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．１ ２０１４年１月 Ｊａｎ．２Ｏ１４ 地铁望城坡站附属结构改造设计的数值分析 王林 ，谭佩莲 ，王根 ７１００６４） （１．中铁隧道勘测设计院有限公司，天津３００１３３；２．湖南工业职业技术学院，湖南长沙４１０２０８； ３．长安大学公路学院，陕西西安摘要：长沙地铁２号线望城坡站建设先于大河西交通枢纽工程中心，交通枢纽工程中心与望城坡站附属２号风道与Ⅲ号出入口结 合部位考虑进行合建。因此，交通枢纽施 前需要对望城坡站附属２号风道与Ⅲ号出入口结构进行改造。为研究改造措施的合理 性，采用有限几分析软件ＡＮＳＹＳ，对施工过程进行模拟。通过对地铁附属结构改造前后周边位移、内力的变化进行对比分析，确定 采取桩顶连梁将围护桩、出入口结构和风道连成一个整体，以增强车站附属结构的整体性。得出结论如下：改造工程主要是对出 入【ｌ通道结构进行保护；由于围护桩的隔离作用，不需要对风道进行保护。 关键词：长沙地铁；望城坡站；附属建筑物；基坑；结构改造；数值分析 ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—７４１Ｘ．２０１４．ｏ１．００７ 中图分类号：ｕ ４５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２—７４１Ｘ（２０１４）０ｌ一００４１—０７ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ Ａｎｃｉｌｌａｒｙ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｗａｎｇｃｈｅｎｇｐｏ Ｍｅｔｒｏ Ｓｔａｔｉｏｎ ＷＡＮＧ Ｌｉｎ ，ＴＡＮ Ｐｅｉｌｉａｎ ，ＷＡＮＧ Ｇｅｎ。 （１．Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｔｕｎｎｅｌ Ｓｕｒｖｅｙ＆Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１３３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｈｕｎａｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０２０８，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＨｉｇｈｗａｙ，Ｃｈａｎｇ’ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００６４，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗａｎｇｃｈｅｎｇｐｏ ｓｔａｔｉｏｎ ｏｎ ｌｉｎｅ ２ ｏｆ Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｍｅｔｒｏ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｂｅｆｏｒｅ ｔｈｅ Ｇｒａｎｄ Ｈｅｘｉ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｓ ｐｌａｎｎｅｄ．Ｔｈｅ Ｇｒａｎｄ Ｈｅｘｉ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｓ ｔｏ ｂｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｗｉｔｈ Ｎｏ．２ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｐａｓｓａｇｅ ａｎｄ Ｎｏ．３ ｅｎｔｒａｎｃｅ／ｅｘｉｔ ｐａｓｓａｇｅ ｏｆ Ｗａｎｇｃｈｅｎｇｐｏ Ｍｅｔｒｏ ｓｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｔａｋｅｎ ｆｏｒ Ｎｏ．２ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｐａｓｓａｇｅ ａｎｄ Ｎｏ．３ ｅｎｔｒａｎｃｅ／ｅｘｉｔ ｐａｓｓａｇｅ ｏｆ Ｗａｎｇｃｈｅｎｇｐｏ Ｍｅｔｒｏ ｓｔａｔｉｏｎ ｂｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｇｒａｎｄ Ｈｅｘｉ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｓ ｓｔａｒｔｅｄ．Ｔｈｅ ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｎｃｉｌｌａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｉｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ＦＥ ａｎａｌｙｓｉｓ ｐｒｏｇｒａｍ ＡＮＳＹＳ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ．Ｔｈｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｆｏｒｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｃｉｌｌａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｅｔｒｏ ｗｏｒｋｓ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｔａｋｉｎｇ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｄｅｔｍｌｎｉｎｅｄ ｔｈａｔ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｂｅａｍｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｉｎｓｔａｌｌｅｄ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｔｏｐ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｐｉｌｅｓ ｔｏ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｔｈｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｐｉｌｅｓ，ｅｎｔｒａｎｃｅ／ｅｘｉｔ ｐａｓｓａｇｅ ａｎｄ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｐａｓｓａｇｅ ｉｎｔｏ ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ＳＯ ａｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｃｉｌｌａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｅｔｒｏ ｓｔａｔｉｏｎ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｉｓ ｄｒａｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｓｈｏｕｈｔ ｂｅ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｎｔｒａｎｃｅ／ｅｘｉｔ ｐａｓｓａｇｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈａｔ，ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｐｉｌｅｓ，ｔｈｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｐａｓｓａｇｅ ｎｅｅｄｓ ｎｏ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｍｅｔｒｏ；Ｗａｎｇｃｈｅｎｇｐｏ Ｍｅｔｒｏ ｓｔａｔｉｏｎ；ａｎｃｉｌｌａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅ； ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ０ 引言 随着国家基础建设投资的增加，城市轨道交通建 设规模不断扩大。但由于城市窄间的，地铁与周 工况，往往能够在结构、功能上很好地考虑不同建筑物 相互结合的互补性；而对于不同时期建设的相互干扰 的工况，则需要进行对先期建设的建筑物进行评估和 处理后，才能再进行后续建筑物的建设 。 目前，国内许多学者对地铁车站及建筑物施工的 边建筑的交错或合建成为Ｔ程没计中常遇到的问题之 一ｌｌ 。对于地铁规划、设 ‘与周边建筑物同步开展的 收稿日期：２０１３一Ｏ９—２５；修回日期：２０１ ３—１ｌ一１０ 作者简介：￡林（１９８ｌ一），男．发徽 江人，２００８年毕业于长安大学，桥梁与隧道工程专业，硕士，工程师，主要从事地铁与地下工程的设计和研究工作。 ４２ 隧道建设 时荷销 。工程总平 ，Ｊ：意如ｌ冬１ １所示 、 ３４岱 ，ｈｉ ：影响进行过研究分析 艾献［３］针对铁路明挖４ｉ 站宽人深 坑分步开挖及坫坑歼挖完 后邻近航站楼 丛础的ＪＩｌｌ载对建筑物的影响，通过二维有限元模拟 分析ｒ大楼琏础的化ｆｊ；场；义献［４ 考虑邻近运营地 铁乍站 坑Ｊ｝：挖七层化移 一般基坑不同的特点，采 』Ｉ Ｊ ＦＩ ＡＣ ３Ｄ 小ＩＩ 进行数 模拟，分析了车站和基坑问 艰坑阍嘲 ｝ 怵的变形特点及变形规律；文献 ［５ 以分析 坑 挖 ｊｌ起紧邻乍站变形为目的，埘实 『ｊ，Ｊ 墒坑仆挖进行数值模拟，研究了地铁车站基坑开挖 时新…两１ 站间距、源 变形及土体弹性模量３个因 崇对运前，ｌｉ站变形的影响；文献［６］采用有限差分软 什ＦＩ ＡＣ ３Ｄ埘不 ｌ 况Ｆ １ 站结构的受力过程进行 ｔ数ｆｆ｛模拟，得到Ｊ 小川＿ｌ 况下乍站及周边地层的 ｆ 移特 、乍站梁柱板１ 点 力及抗拔桩力学特征；文 献［７］结合 海某地铁隧道穿越地面既有严熏倾斜危 的１一样实例，汁算分析盾构穿越引起的施工期沉降、 ｆ州结沉降及其对 的影响。以上相关文献较少 图１ 工程总平面示意图 Ｆｉｇ．１ Ｃ｛Ｉ１ｍｒａｌ ｐｌａｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ 涉及乍站附属 建筑物卡Ｉ｛ 影响的研究。本文通过Ｋ 沙地铁２号线 城坡站允期建设的地铁附属建筑物与 规划的大河 交通楸 ｌ 『ｌｆｌ】心（以下简称交通枢 纽） ｛ ｆ 扰的实例，分析卡Ｈ 影响的原因，提出避免 』 施１ 对既有建筑物ＩＩｆ能造成风险的改造方案，并通 过数俩埘比分析改造 ｎ勺 坪价 Ｋ沙地铁２ 线 城坡站是一期工程起点站，位 的受力状态，得出改造措施 根据洋勘资料，施 场地覆盖层主要有第ｌＪｕ系 新统人 填土层、更新统冲积及残积层，錾岩为几ｉｔ】‘ 板溪群泥（砂）质板 。地层自 而下依次为杂填土 （１～２ ｍ）、素填土（１～２ Ｉｌ１）、粉质黏土（２～３ ｌｉｌ）、啦 风化板岩（５～７ ｍ）和中风化板岩（２０ ｍ以ｌ ）。场地 地下水按赋存方式主要分为第四系松散层和全风化 巾的孔隙潜水、强至ｒｆｑｘｔ，化琏岩裂隙水。 ｌ 工程概况 于Ｋ沙原汽乍 站南侧．沿游园东路布置。车站南侧 址【｛ＪＪ将投入运营的汽乍 站客运站，北侧是处于拆迁 状念的 汽乍眄站，陔部化足新规划的长沙大河两交 通楸 Ｊ 程【｛Ｉ心，拟新建一个大型地下停车场、商场和 ２ 附属结构加固改造方案 由于交通枢纽规划晚于地铁车站，车站附属结构２ 号风道与Ⅲ号出入Ｉ Ｉ设计和施Ｔ时未考虑侧边 坑丌 挖及卜－部房屋的影Ⅱ向。现阶段需要 交通枢纽施］ 陔 部位之前对车站附属结构进行改造和加固，以防止交通 枢纽施工对地铁附属结构产牛破坏。根据相关保护要 求，地铁附属结构在交通楸纽施工期问的保护标准为： 地表水平位移＜１０ ｍｍ；地表竖向位移＜１０ ｍｉｌｌ；符构 件混凝土应力不超过 范规定的应力数值；出入ｌｌ及 风道结构受力满足原配筋的要求。 经调查，地铁附属结构没汁参数如表１和表２所，Ｊ 。 表１ 围护结构参数表 Ｔａｂｌｅ １ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 儿抓 ｒ 偻，地下停１ 场轮廓紧贴车站主体北侧 及附 外轮廓．．日前，地铁／｝ 站主体及附属结构均Ｌ二 完成施Ｉ ，北侧交通楸 处‘１： 坑肝挖状态。 １・：站设计为地ｈ ｕｊ Ｊ 仃效站台【Ｉ１心 跨箱式结构，地下一 为 站厅没箭版，二层为站俞 ．站台为宽１２ ｍ的岛式站 为Ｉ）Ｋ０＋４－００，车站起点里程为 Ｉ）Ｋ０＋２０４．１，终点 为１）Ｋ０＋４６９．１，车站总长为 参数 护￣ｐ：Ｅ／ｍｍ 桩长／ｍ 梁／（ｍｍ×ｎｌｍ） ２６５ ＩＩＩ，站ｌ大ｊ设单渡线 ／ｆ 站附属共设６个出入ＬＩ通 道、２ 风一 及１个淌防…入 地铁／ｆｉ站附瞒２ 道 Ⅲ ‘ 入口属于合建结 构．附 结构 坑深ｌ（】．５ Ｉｌ１．ｆ吲护结构采用 ８００ ｎ ｍ 护结构 （ｂ ８００＠１ ５００ １Ｉ．５（嵌 ３） ８ｏ０×８００ ＠１ ５（）（）Ｉ］］ｌｌｌ钻孔灌 ｛：Ｊ１＝＋３．５ ｎ１问距钢管内支撑，嵌 为３Ⅲ， 底地‘ 惬城力为ｌ ８０ ｋＰａ。沿着Ⅲ号 …入ｆ Ｉ外结构 侧８ｉＪｌ￣删足交通枢纽的开挖线，交通 Ｊ Ｈ 钢支撑／ｍｍ ２道 ６０９，ｔ＝１６ 加固改造方案为： １）交通枢纽基坑幽护结构借用出入口外侧㈦护 桩，但需要进行一定的处理。 枢绷 坑深 为９．７ １１１讯掂交通枢纽规划，拟在２ 。＿｝ 道１ Ⅲ ｌ１人【Ｊｌ 力‘新建一栋２层框架结构的临 第１ Ｉ９】 ｌｉ林，等： 地铁 城坡站附属 中勾改造设汁的数他分析 ４３ 表２附属结构参数表 ｒｒａｂｈ ２ Ｐａｌ ａｌｌｌｅｔｅｌ’ｓ ｏｆ ａｌ１‘・ｉｌｌａｔｙ ｓｈ’Ｌｌ‘・ｈｉｒｅ 本 填土（３．２ 粉质黏土（１ ２曲 强风化板岩【４．６曲 （｜Ｉ）儿似模） ２）２号风道与Ⅲ号出入Ｌ１Ｉｆ｜部有一部分围合土 体，尺寸为ｌ３．２ ｉｎ×２４．５ ｍ，需要对该部位土体增加 一排罔护桩处州。２号Ｊｘｌ道与Ⅲ号出入几改造平面如 图２所示。 （ｈ）网格划分 图４计算模型 Ｆｉｇ．４ Ｃａｈ，ｕｌａｔｉｏｎ ｍｏ（１ｅｌ 计算采用ＡＮＳＹＳ软件进行数值模拟，采取摩尔一 库伦理想弹塑性模型。模型以Ⅲ号出入¨为主体，考 虑风道的影响，截取风道两跨参 计算 模 尺寸为 ２５ ｍ×５０ ＩＴＩ，出入口左侧为２０ ｎｌ，出入ｌｌ底部深度为 图２ ２号风道与Ⅲ号出入口改造平面图 Ｆｉｇ．２ Ｐｌａｎ ｏｆ ｐｒｏｔｅｅｔｉｏｎ ｎｌｅａｓｔｌｒｅｓ ｆｉｌｒ Ｎｏ．２ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｐａｓｓａｇｅ ￣ｌ１］ｄ Ｎｏ。３ ｅｎｔｒａｎｃｅ／ｅｘｉｔ ｐａｓｓａｇｅ １５ ｍ。模型采用平面单位Ｐｌａｎｅ ４２模拟各层土体及恫 护桩，采用梁单元Ｂｅａｎ１ ３并通过杆件析取办式获得ｆＩ１ 人Ｌ１及风道结构梁单元 ’。 模型中各层土体及围护桩参数 表３． ．表３物理力学参数 ｌ＇ａｂｌｅ ３ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｒｉｄ ｉｎｅｅｈａｎｉ（‘ａｌ ｆ，ａｔ ｍｔ ｆ ．３）亢分利川出入门、风道｝｝；Ｉ护桩和冠梁，增加横、 竖向连梁，将围护桩、冠梁和连梁形成一个整体的受力 体系，对风道和出入口结构形成保护。２号风道与Ⅲ 出入门改造断面如图３所示。 土体 愀ＩＩ１ 引堑／杨氏模ｍ３） ￣／ＭＰａ （ｋＮ／比竺Ｊ正正 Ｊ黏／聚ｋＰａ ｆ ｆｉ／ （擦￣）图３ ２号风道与Ⅲ号出入口改造断面图 Ｆｉｇ．３ Ｉ）ｒｏｆｉｌｅ（ｉｆ’ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｉ）ｌ’Ｎｏ．２ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｐａｓｓａｇｅ ａｌｌ（１ Ｎｏ．３ ｅｎｔｒａｎｃｅ／ｅｘｉｔ ｐａｓｓａｇｅ ３．２ ２号风道与Ⅲ号出入口改造措施数值分析 计算模型假定地铁附属结构上方完成２层营销【１｜ 心修建，地表有营销中心超载工况下，通过对比分析附 属结构改造前后各计算构件位移、内力变化，对安 性 进行评价。 ３ 改造措施数值分析 ３．１ 计算模型与计算参数 地 『｛上 下为杂填土、粉质黏土、强风化板岩 及中风化板岩，基底位于强风化板岩部位，地下水位 取至地下２ ｍ．．临时营销中心按每层ｌ５ ｋＰａ加在出 入口地太部位，施工超载按２０ ｋＰａ考虑。计算模型 如图４所示。 ３．２．１ 周边地层位移变化分析 ３．２．１．Ｉ 附属结构改造前后周边地层水平位移对比 见图５。 由图５（ａ）可知：１）地层最大水平位移发生 出 入口上方土体右上角内侧，数值为３．２８ ｎｉｌ／１，向左； 隧道建设 ３４咎 ２）与交通枢纽临近的出人口左侧围护桩，从上至下均 发生向左的位移，最大位移发生在出入口左上角，数值 析其原因主要是由于改造前水平位移较大，¨ｊ脱水平 滑动的趋势，竖向受力不明显，改造后符构件形成整 体，抵抗了水平位移，主要为 向受力，【夭ｊ此 向位移 增加。 为１．３１ ｍｍ，向左；３）出入口上方土体均有向左位移 的趋势。 １０ １０—３ １０—３ １０ １０ １Ｏ ＬＯ一 １旷 磊 １０— ｌＯ ｌＯ ｝嚣 １０ （ａ）改造前 （ａ）改造前 ０ ０ ｏ＿ Ｏ叫 ９０ １Ｊ．２５５ ０ ０ ３ 瞄鎏－ １． ０—３ Ｏ－Ｓ Ｏ ０ ０ （ｂ）改造后 （１ ）改造Ｊ 图５周边地层水平位移图（单位：Ｉｌ１） ｆ＇ｉｇ．５ Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｓｏｉｌ（ｎ１） 图６周边地层竖向位移图（ 化：ｍ） Ｆｉｇ．６ Ｖｅｒｔｉｃａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｓｏｉｌ（ｆｉ＇１） 由图５（ｂ）可知：１）地层最大水平位移发生在出 人口上方土体右上角外侧，数值为１．４９ ｍｌＴｌ，向左； ２）与交通枢纽临近的出入口左侧围护桩，顶部位移 向右、中部位移向左，向右位移最大为１．１７ ｍｉｌｌ，向 附属建筑物周边地层在改造前后的化移变化埘比 如表４所示。 表４位移对比分析表 Ｔａｂｌｅ ４ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ １）ｅｆｏｉ’ｅ ｐｉ’ｏｔｅｃｔｉｏｌ１ Ｖｓ ｔｈａｔ ａｆｔｅ￣‘ｐｒｏｔｅｃｉ ｉｏｎ 左位移最大为１．２６ ｉｎｎ１；３）出入口上方土体位移趋 势不明显。 对比图５（ａ）与５（ｂ）可知：附属结构增加围护桩 与连梁后，周边土体水平位移明显降低，发生部位由出 入口上方土体右上角内侧变化为外侧，这说明通过连 梁作用后，出人口左右侧围护桩、连梁和出入口上方土 体可以看作为一个整体，来共同抵抗侧边基坑开挖导 致的水平向位移。 ３．２．１．２附属结构改造前后周边地层竖向位移对比 见图６。 ３．２．２附属结构构件力学分析 ３．２．２．１ 附属结构改造前后 护桩及连梁心 埘比 见图７。 由图６（ａ）可知：１）地层最大竖向位移发生在出 入口上方土体右上角外侧，数值为０．８２ ｎｌｍ，向下；２） 由图７（，１ｆ）可知：最大主心力发 交ｊ！！ｉ舨纽 出人口上方土体均有向下沉降的趋势，且沉降较均匀， 约为０．５ ｍｍ。 ＩＩ每近的出人口左侧围护桩，发牛部位 ｆＪｊ入ｆ １左卜角， 数值为４．３８ ＭＰａ。 由图６（ｂ）可知：１）地层 向位移最大发牛在出 由图７（ｂ）可知： 护桩最大主成力¨５脱下降，最 大数值为１．９５ ＭＰａ，发生在 Ｊ交通枢纽临近的 人口 入ＬＪ正上方，数值为１．Ｏｌ ｍｎｌ，向下；２）出入口上方土 体发生较明显的沉降，侧边几乎无沉降。 对比图６（ａ）和６（ｂ）可知：附属结构增加围护桩 左侧围护桩的出入ｎ左上角；但该工况下，将各 护桩 连接起来的连梁发生较大应力集中，最大主 力为 ８．７５ ＭＰａ，发生在与各围护桩连接的节点部位。 与连梁后，周边土体竖向位移略微增加。结合图５分 第１期 ‘ｕ １ ４ １ ｌ ２ ２ １ｊ ３ ４ Ｉ： 林，等： 地铁 城坡站附属结构改造没计的数ｆＩＩｆ分 ４５ 卵 。 ，∞ 强 ｅ 叮（ａ）改造前 （ａ）改造前…护挑最大主应力 （ｂ）改造后 图８ 出入口通道弯矩图（ 他：Ｎ－Ｉｌ１） （ｈ）改造后【翻护桃及连 最大主Ｉ、 力ｇ２，Ｉ到 Ｆｉｇ．８ Ｂｅｎｄｉｎｇ ｎｌｏｎｌｅｎｔ ｏｆ ｅｎｔｒａｎｃｅ／ｅｘｉｔ ｐａｓｓａｇｅ（Ｎ・ｎ１） 图７ 围护桩及连梁最大主应力云图（ 位：Ｐａ） Ｆｉｇ．７ ＣＩｏｕｄ ｏｆ ｍａｘｉｍｕｍ ｐｌ’ｉｎｃｉｐａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｐｉｌｅｓ ａｎｄ ３．２．２．３ 附属结构改造前后风道（两跨）弯 刈比 见图９。 ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｂｅａｍｓ（Ｐａ） 对比图７（ａ）和７（ｂ）可知：附属结构增加围护桩 与连梁后，有效地改善了围护桩的应力集中，应力降低 了６０％。经静力计算，围护桩配筋为２２西２５ ｍｍ，能 够抵抗１．９５ ＭＰａ的应力，但不能抵抗４．３８ ＭＰａ的应 力；连梁构件出现较大应力集中情况，最大应力为 ８．７５ ＭＰａ，换算成连梁轴力，每根连梁所受轴力为 ４ ６００ ｋＮ，根据此轴力对连梁进行配筋计算，每根连梁 设置配筋为４０ ３２ ｍｍ。 ３．２．２．２附属结构改造前后出入口通道弯矩对比 见图８。 （ａ）改造前 由图８（ａ）町知：出人口结构顶板出现较大弯矩，跨 巾弯矩为７１８．２ ｋＮ・ｍ，左侧端部弯矩为８２３．２ ｋＮ・ｍ。 由图８（ｂ）可知：较大弯矩同样出现在出入口结构 顶板，跨中弯矩为６３７．８ ｋＮ・ｍ，左侧端部弯矩为 ６８５．３ ｋＮ・ｍ。 对比 ８（ａ）和８（ｂ）町知：附属结构增加围护桩与 连梁后，有效地降低了出入口通道的各构件特别是顶板 的弯矩，顶板跨巾弯矩降低了Ｉ１％，端部弯矩降低了 １６％。由于…入【］通道已经施工完成，经查阅，该部位 （ｂ）改造后 顶板上下侧配筋均为西３２ ｒａｍ＠１５０ ｍｍ，根据计算可 知，顶板跨ｑ１所受的最大弯矩为７８２ ｋＮ－ｍ，端部所受 的最大弯矩为６３４ ｋＮ・ｉｎ（折减至侧墙），考虑顶板、端 部弯矩的折减，结构在原配筋工况下施工是安全的。 图９风道弯矩图（单化：Ｎ・ｎ１） Ｆｉｇ．９ Ｂｅｎｄｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔ ｏｆ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｐａｓｓａｇｅ（Ｎ・Ｉｌ１） 由图９（ａ）可知：风道结构各构件弯矩较小，顶板 跨中最大弯矩为２１４．３ ｋＮ・ｉｎ，顶板隔墙端部最大弯 隧道建设 第３４卷 矩为２９４．３ ｋＮ・ｍ。 由图９（ｂ）可知：风道结构各构件弯矩较小，顶板 跨中最大弯矩为２４２．７ ｋＮ・ｍ，顶板隔墙端部最大弯 矩为３１２．５ ｋＮ・ｍ。 对比图９（ａ）和９（ｂ）可知：附属结构增加围护桩 与连梁后，对风道结构的影响较小，弯矩数值增加不超 过３０ ｋＮ・ｉｎ。通过核算风道部位结构设计配筋参数， 改造前后的跨中和端部弯矩在原配筋工况下的施工均 是安全的。 附属结构构件在改造前后的受力变化如表５所示。 表５受力对比分析表 Ｔａｂｌｅ ５ Ｆｏｒｃｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｂｅｆｏｒｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｖｓ ｔｈｏｓｅ ａｆｔｅｒ ｐｒｏｔｅｃｔａｏｎ ４结论与建议 通过对地铁附属建筑物的改造方案数值模拟，得 出了既有建筑物受力特性和位移变化规律，供设计和 施工参考。主要结论如下： １）在已经建成的地下建筑物上方及侧边施工时， 可以通过数值模拟定量地进行评估，防止对既有建筑 物产生影响。 ２）通过增加连梁改造，将围护桩、出入口结构和 连梁等形成为一个整体构件，可以有效降低地层的水 平位移、围护桩应力和出入口通道弯矩等，以降低既有 构件发生破坏的风险。连梁构件起到连接各构件的纽 带作用，所受的应力比较大，需要通过计算来确定连梁 尺寸及配筋。 ３）由于围护桩的隔离作用，风道所受施工的影响 作用已经很小，改造方案可以不考虑对风道的保护。 由于受现场条件及篇幅所限，此次改造尚未考 虑后施工基坑的深度大于已施工基坑的情况，可以 此为切入点进一步研究在不同基坑深度情况下的受 力工况 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）： ［１］ 北京城建设计研究总院．ＧＢ ５０１５７－－２００３地铁设计规范 ［Ｓ］．北京：中国计划出版社，２００３． ［２］ 孙巍，张伟立．城市大直径盾构隧道上方深基坑工程研 究与实践［Ｊ］．现代隧道技术，２０１２，４９（５）：１４２—１５０． （ＳＵＮ Ｗｅｉ，ＺＨＡＮＧ Ｗｅｉｌｉ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｄｅｅｐ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ａｂｏｖｅ ａ ｌａｒｇｅ—ｄｉａｍｅｔｅｒ ｓｈｉｅｌｄ ｔｕｎｎｅｌ ｉｎ ａｎ ｕｒｂａｎ ａｒｅａ［Ｊ］．Ｍｏｄｅｍ Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１２，４９（５）： １４２—１５０．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）） ｒ ］ 徐前卫，朱合华，马险峰，等．地铁盾构隧道穿越桥梁下 方群桩基础的托换与除桩技术研究［Ｊ］．岩土工程学报， ２０１２，３４（７）：１２１７—１２２６．（ＸＵ Ｑｉａｎｗｅｉ，ＺＨＵ Ｈｅｈｕａ，ＭＡ Ｘｉａｎｆｅｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｐｉｌｅ ｕｎｄｅｒｐｉｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｍｏｖｅｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｓｈｉｌｅｄ ｔｕｎｎｅｌｓ ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ ｇｒｏｕｐ ｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｏａｄ ｂｒｉｄｇｅｓ『Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１２，３４（７）：１２１７—１２２６．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）） ［４］ 刘楠，李振．铁路明挖车站宽大深基坑开挖对相邻建筑 物影响的评估［Ｊ］．隧道建设，２０１２，３２（３）：３２８—３３１． （ＬＩＵ Ｎａｎ，ＬＩ Ｚｈｅｎ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｎ ｉ￣ｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ａｄｊａｃｅｎｔ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｒｇｅ ａｎｄ ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔｓ［Ｊ］．Ｔｕｎｎｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２０１２，３２（３）：３２８—３３１． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）） ［５］ 谢秀栋，刘国彬，李志高，等．邻近运营地铁车站基坑开挖 土层位移特性分析［Ｊ］．地下空间与工程学报，２００７，３ （４）：７４２—７４＿４，７５７．（ＸＩＥ Ｘｉｕｄｏｎｇ，ＬＩＵ Ｇｕｏｂｉｎ，ＬＩ Ｚｈｉｇａｏ， ｅｔ ａ１．Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒｓ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ａｄｊａｃｅｎｔ ｔｏ ｓｕｂｗａｙ ｓｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ０ｆ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｓｐａｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，３（４）：７４２— ７４４，７５７．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）） ［６］ 曾远，李志高，王毅斌．基坑开挖对邻近地铁车站影响因 素研究［Ｊ］．地下空间与工程学报，２００５，１（４）：６４２— ６４５．（ＺＥＮＧ Ｙｕａｎ，ＬＩ Ｚｈｉｇａｏ，ＷＡＮＧ Ｙｉｂｉｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｄｅｅｐ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ａｄｊａｃｅｎｔ ｔｏ ｓｕｂｗａｙ ｓｔａｔｉｏｎ ｆＪ．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｓｐａｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，１（４）：６４２—６４５．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）） ［７］ 黄波，陈长江．凤凰港上盖物业对地铁百家湖车站结构 的影响分析［Ｊ］．隧道建设，２０１２，３２（２）：２０５—２１２． （ＨＵＡＮＧ Ｂｏ，ＣＨＥＮ Ｃｈａｎｇｊｉａｎｇ．Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｔｒｏ ｓｔａｔｉｏｎ『Ｊ］．Ｔｕｎｎｅｌ Ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ，２０１２，３２（２）：２０５—２１２．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）） ［８］ 葛世平，廖少明，陈立生，等．地铁隧道建设与运营对地 面房屋的沉降影响与对策［Ｊ］．岩石力学与工程学报， ２００８，２７（３）：５５０—５５６．（ＧＥ Ｓｈｉｐｉｎｇ，ＬＩＡＯ Ｓｈａｏｍｉｎｇ， ＣＨＥＮ Ｌｉｓｈｅｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔｒｏ ｔｕｎｎｅｌ ｏｎ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ａｎｄ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｌ Ｊ Ｉ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，２７（３）：５５０—５５６． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）） ［９］ 丁春林．地铁车站端头井围护结构施工状态的数值分析 ［Ｊ］．地下空间与工程学报，２００５，１（３）：４１３—４１８． （ＤＩＮＧ Ｃｈｕｎｌｉｎ． Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｔａｔｅｓ ｏｆ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｅｎｄ ｗｅｌｌ ｆｏｒ Ｍｅｔｒｏ ｓｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｕｎｄｅｒｒｇｏｕｎｄ Ｓｐａｃｅ ａｎｄ 第１期 王林，等：地铁望城坡站附属结构改造没计的数值分析 ４７ 韩国：釜山拟修建地下高速公路 缓解交通拥堵状况 近年来釜山市交通拥堵问题越来越严重。为了缓解交通拥堵的状况，釜山市决定在地下４０ ｍ的地方修建总长度为８７ ｋｍ 的高速路，这种高速路被称为“地下高速公路”。 为了改善交通拥堵的问题，将会在地下修建５条高速公路，１条为南北走向，另外４条为东西走向，这５条高速公路的总里程 将会达到８７．７７ ｋｍ。据釜山市相关人员透露，南北走向的高速公路和东西走向的１号高速公路将会在２０１５年开工，预计将会 在２０１９年竣工；东西走向的４号高速公路将于２０１５年开工建设，２０２１年实现通车；其他２条高速公路还没确定具体的开工１３期。 地下高速公路经过釜山交通拥堵最严重的地区，比如西面、黄岭山隧道周边、万德路口和南浦洞等。因此，地下高速公路的建 成将会大大缓解这一地区交通拥堵的状况。例如，三山路 到洞这段距离，从地上的道路走需要４０～６０ ｍｉｎ，但如果从地下高 速公路走，仅需要１０ ａｉｒｎ左右。 地下高速公路将会修建在地下４０ ｉｎ的地方。釜山市道路规划部林京茂（音译）表示：“现在城市的地上道路已经趋近饱 和，再建设新的道路几乎是不可能的，而且修建道路的花费也相当庞大。” 釜山市透露，这５条地下高速公路的总预算为４８ ２５７亿韩元。一般来说，在地上修建道路每ｋｍ大概要花费６７６亿韩元， 因此建设８７．７７ ｋｍ的道路大概要花费５９ ３００亿韩元，和地下高速路的４８ ２５７亿韩元相比要多花将近１ １ ０００亿韩元。除此之外， 专家们在考虑釜山市的现状后认为，在地上修建同等规模的高速路几乎不可能，而且市也表示，考虑到釜山的高层建筑等因 素，在地上修建高速路缺乏可行性。 按照计划，修建这些地下高速公路的资金大部分是民间资本，另一部分是由财政出资。据悉，有一部分大型建筑公司想参与东 西走向的１号高速公路建设。但是也有人批评地下高速公路建设的经济性和可行性。虽然地下高速公路的建设费用比地上高速 公路低，但这笔开支仍然是个天文数字，施工中如何保障安全也是一个需要考虑的问题；而且，如果使用民间资本建设地下高速公 路，公路建成后的道路通行费也是个不小的负担。 釜山市建设防灾办透露，会按照调查的结果决定是否建设地下高速公路以及建设的时间，至于民间资本这个敏感问 题会逐渐实现透明化。如果地下高速公路顺利开通的话，可以极大地缓解釜山现在的交通拥堵状况。 （摘自中国公路网ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｔｊａ．ｃｏｍ／ｓｈａｒｅ／ＮｅｗｓＣｏｎｔｅｎｔ．ｊｓｐ？ｄｏｃＩｄ＝１４１３２５０８＆ｏｎｅＣｏｌｕｍ＝ｉｎｄｅｘ＆ｔｗｏＣｏｌｕｍ＝ｊｃｃｙ＆ｔｈｒｅｅＣｏｌｕｍ＝ ｃｘｚｌ＆ｆｏｕｒＣｏｌｕｍ：ＸＷ ２０１４—０１—１４、 瑞士哥达基线隧道部分区间实施首次试运行 ２０１３年１２月１６ １３，瑞士哥达基线隧道部分区间实施了首次正式的试运行。瑞士运输和国铁（ＳＢＢ）的ＣＥＯ等人出席了活动。 试运行区间位于已建成的２条并列隧道中的西侧的那条隧道上，从南侧出人口Ｂｏｄｉｏ到隧道内的Ｆａｉｄｏ站，长约１３ ｋｍ，Ｆａｉｄｏ 是隧道内的２个多用途车站之一，列车采用ＳＢＢ的５２４型电车，试运行速度为１６０ ｋｍ／ｈ。在该区间上还计划从现在到２０１４年６月 实施最高速度为２２０ ｋｍ／ｈ的试运行。 哥达基线隧道全长约５７ ｋｍ，开通后将成为世界上最长的铁路隧道，比日本的青函隧道（５３．８５ ｋｍ）还要长３ ｋｍ。２０１０年整体 已经贯通，目前正在推进铁路设施的建设，预计将在２０１６年６月完成建设，同年１２月开通运营。开通后的最大速度是２５０ ｋｍ／ｈ。 （摘自中铁工程装备集团有限公司ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｒｅｃｔｂｍ．ｃｏｍ／Ｎｅｗｓ／Ｖｉｅｗ／５５０５．ａｓｐｘ ２０１３—１２—２７）
