nav emailalert searchbtn searchbox tablepage yinyongbenwen piczone journalimg journalInfo journalinfonormal searchdiv searchzone qikanlogo popupnotification paper paperNew
考虑伺服钢支撑的基坑开挖对隧道变形影响理论计算方法
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(U2340230)
邮箱(Email): liyunan@cug.edu.cn
DOI: 10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.20250660
发布时间: 2026-10-07
出版时间: 2026-10-07
网络发布时间: 2026-10-07
移动端阅读
摘要:

随着城市地下空间开发规模不断扩大,邻近地铁隧道的基坑工程对变形控制提出了更高的要求。伺服钢支撑作为一种主动控制技术,理论方法尚不完善,且变形控制效果尚不明确。基于两阶段法与非极限土压力理论,提出了一种考虑伺服钢支撑影响的基坑开挖引起地铁隧道变形的理论计算方法,并以深圳某超深基坑工程为例进行了验证。结果表明:计算结果与监测数据吻合良好;参数分析表明,增大伺服钢支撑轴力可显著抑制隧道变形;支撑位置越靠近隧道、隧道距基坑越近,对隧道变形的控制效果越优。该研究为伺服钢支撑系统的设计与优化提供了理论依据。

Abstract:

With the continuous expansion of urban underground space development, higher requirements have been placed on deformation control in foundation pit engineering adjacent to subway tunnels. As servo steel struts are an active control technology, effectiveness evaluation and theoretical analysis methods for their deformation control remain insufficiently developed. This paper proposes a theoretical calculation method for predicting subway tunnel deformation induced by foundation pit excavation considering the influence of servo steel struts, based on the two-stage analysis method and nonlimit earth pressure theory. The method was validated using an ultra-deep foundation pit project in Shenzhen, and the calculated results agreed well with monitoring data. Parameter analysis revealed that increasing the axial force of servo steel struts significantly suppresses tunnel deformation, and the deformation control effect improves when the struts are closer to the tunnel and the tunnel is nearer to the foundation pit. This study provides a theoretical basis for the design and optimization of servo steel strut systems.

参考文献

[1] 郑刚. 软土地区基坑工程变形控制方法及工程应用[J]. 岩土工程学报, 2022, 44(1): 1-36.

[2] 罗鑫, 王冰洁, 尹燕良, 等. 基坑开挖影响下下卧盾构隧道变形及控制措施研究[J]. 安全与环境工程, 2021, 28(2): 86-94.

[3] 傅志峰, 尹燕良, 周伟生, 等. 基坑外设隔离桩参数对近邻既有地铁隧道变形的影响[J]. 安全与环境工程, 2021, 28(4): 57-63, 79.

[4] Zhuang Y, Cui X, Hu S. Numerical simulation and simplified analytical method to evaluate the displacement of adjacent tunnels caused by excavation[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2023, 132: 104879.

[5] 李忠超, 王超哲, 杨新, 等. 武汉粉砂地层深基坑开挖对既有盾构隧道影响分析[J]. 安全与环境工程, 2022, 29(4): 187-195.

[6] 陈郁. 基坑开挖引起下卧隧道隆起的研究分析[D]. 上海: 同济大学, 2005.

[7] 李航, 廖少明, 何君佐, 等. 软土基坑分步开挖卸荷时效及其对邻侧隧道影响[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(3): 1044-1053.

[8] 曹虹, 孙九春. 软土基坑钢支撑伺服系统轴力的确定方法研究[J]. 建筑施工, 2019, 41(5): 754-758.

[9] Li M G, Demeijer O, Chen J J. Effectiveness of servo struts in controlling excavation-induced wall deflection and ground settlement[J]. Acta Geotechnica, 2020, 15(9): 2575-2590.

[10] 张国涛, 苏栋, 庞小朝, 等. 基坑开挖轴力伺服控制对既有地铁隧道变形的影响[J]. 现代隧道技术, 2020, 57(S1): 521-527.

[11] Chen B, Yan T, Song D, et al. Experimental investigations on a deep excavation support system with adjustable strut length[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2021, 115: 104046.

[12] 王哲, 吴鹏飞, 魏纲, 等. 伺服钢支撑控制旁侧既有盾构隧道变形试验研究[J]. 铁道科学与工程学报, 2025, 22(2): 795-806.

[13] Wei G, Feng W, Wu X, et al. Model tests of the influence of excavation unloading and servo loading on subway foundation pits[J]. Buildings, 2025, 15(12): 2054.

[14] 贾坚, 谢小林, 罗发扬, 等. 控制深基坑变形的支撑轴力伺服系统[J]. 上海交通大学学报, 2009, 43(10): 1589-1594.

[15] Di H, Guo H, Zhou S, et al. Investigation of the axial force compensation and deformation control effect of servo steel struts in a deep foundation pit excavation in soft clay[J]. Advances in Civil Engineering, 2019, 2019: 5476354.

[16] 冯非凡, 魏纲, 朱家烜, 等. 伺服钢支撑在基坑开挖中的应用综述[J]. 低温建筑技术, 2021, 43(9): 103-107, 122.

[17] 魏纲, 冯非凡, 朱家烜, 等. 应用伺服钢支撑的邻近盾构隧道车站深基坑开挖实测分析[J]. 自然灾害学报, 2023, 32(1): 93-104.

[18] Li M G, Xiao Q Z, Liu N W, et al. Predicting wall deflections for deep excavations with servo struts in soft clay[J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2024, 150: 04023124.

[19] 朱家烜, 魏纲, 冯非凡, 等. 伺服钢支撑对旁侧既有盾构隧道的纠偏控制研究[J]. 低温建筑技术, 2022, 44(5): 86-92.

[20] 李涛, 邵文, 郑力蜚, 等. 岩-土复合地层深基坑支护桩变形计算方法[J]. 中国矿业大学学报, 2019, 48(3): 511-519.

[21] 徐日庆. 考虑位移和时间的土压力计算方法[J]. 浙江大学学报(工学版), 2000, 34(4): 370-375.

[22] 张鑫海. 基坑开挖对盾构隧道结构受力及变形影响研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2020.

[23]魏纲, 赵城丽. 基坑开挖引起临近地铁隧道的附加荷载计算方法[J]. 岩石力学与工程学报, 2016, 35(S1): 3408-3417.

[24] Mindlin R D. Force at a point in the interior of a semi-infinite solid[J]. Physics, 1936, 7(5): 195-202.

[25] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑基坑支护技术规程: JGJ 120—2012[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012.

[26] Attewell P B, Yeates J, Selby A R. Soil movements induced by tunnelling and their effects on pipelines and structures[M]. London: Blackie & Son Ltd., 1986.

[27] 柯才桐, 陈奕柏, 高洪波, 等. 考虑支护结构位移影响的非极限土压力计算模型及应用[J]. 水电能源科学, 2013, 31(11): 127-131.

基本信息:

DOI:10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.20250660

中图分类号:TU753;U231

引用信息:

[1]蔡浚明,李云安,邬泽,等.考虑伺服钢支撑的基坑开挖对隧道变形影响理论计算方法[J].安全与环境工程().DOI:10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.20250660.

基金信息:

国家自然科学基金项目(U2340230)

发布时间:

2026-10-07

出版时间:

2026-10-07

网络发布时间:

2026-10-07

检 索 高级检索

引用

GB/T 7714-2015 格式引文
MLA格式引文
APA格式引文