西安地铁区间隧道穿越地裂缝的稳定性初探刘晓文1王璐2王永军3（1.天津城建设计院，天津；2.西安工业大学北方信息工程学院，西安；3.中铁十五局，洛阳）摘要：以西安地铁二号线南门至南稍门区间隧道作为研究背景，利用有限差分软件FLAC3D对穿越地裂缝处的区间隧道的开挖过程和支护过程进行了数值模拟，首先分析了地裂缝对地铁区间隧道围岩稳定性的影响。其次，分析了全断面开挖和台阶法开挖对隧道稳定性的影响。通过对比发现台阶法开挖无论从控制沉降上还是控制塑性区上都优于全断面开挖，对实际施工具有一定的指导意义。关键词：地裂缝；数值模拟；地表沉降；开挖方法中图分类号：TV434文献标识码：APrimaryResearchontheStabilityoftheXi’anSubwaythroughtheGroundFissureLiuXiaowen1,WangLu2，WangYongjun(1.TianjinUrbanConstructionDesignInstitute,Tianjin,300073;2.NorthInstituteofInformationEngineering,Xi'anTechnologicalUniversity,Xi'an,710025;3.ChinaRailway15thConstructionBureauCO.LTD,471013)Abstract:OnthebasisofthegeologicalsituationofthesouthgatetoNanshaogatetunneloftheXi’anmetro,theexcavationandsupportprocessofthemetrotunnelwassimulatedbythefinitedifferencesoftware-FLAC3Dinthispaper.Firstly,thispaperanalyzedtheinfluenceofthegroundfissureonthecountryrockstabilityofthemetrotunnelinthetermofdifferentliningstructures.Secondly,thepaperresearchedtheinfluenceofthefullfaceexcavationmethodandbenchexcavationmethod.Itanalyzedthegroundsurfacesettlement,crowndisplacement,thechangeofthestressofthecountryrock-supportsystem,andthedistributionoftheplasticzoneinthetermofunsupported,initialsupport,andsecondarylining.Bycomparingandanalyzing,itconcludedthatthebenchexcavationisbetterthanfullfaceexcavation.Keywords:GroundfissureNumericalsimulationSoilsettlementConstructionmethod西安市城市快速轨道交通二号线为西安市轨道交通线网南北向骨干线，从工程地质条件来看，西安市存在着诸如地裂缝、地面沉降、黄土湿陷以及高烈度的地震效应等一些对地铁建设影响较大的工程地质问题。其中地裂缝的存在对地铁隧道的影响程度最大，也是最难解决的问题。西安地裂缝是一种独特的城市地质灾害，50年代开始出现地裂缝对建筑的破坏现象，70年代唐山地震前夕地裂缝活动明显加剧，剧烈---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---活动一直持续至今。30余年间地裂缝的强烈活动给西安的城市建设造成严重危害，目前已经成为西安市的主要地质环境灾害[1-5]。西安市地裂缝的运动机制属于蠕滑—粘滑型，兼具垂直运动和水平运动等多种方式的活动特征，地裂缝的存在对地铁区间隧道产生的破坏也具有剪切破坏和拉张破坏等多种形式，破坏机理比较复杂，可以归结为动态和静态两方面的影响，本文主要研究地裂缝处于静态时对地铁区间隧道稳定性产生的影响。本文以西安地铁二号线南门至南稍门区间隧道作为研究背景，通过数值模拟软件FLAC3D[7-8]的计算，分析了地裂缝对地铁区间隧道围岩稳定性的影响以及不同开挖方法对穿越地裂缝的地铁区间隧道围岩稳定性的影响。1计算模型的建立1.1计算域的确定建立坐标系符合右手螺旋法则，z轴向上y轴指向隧道开挖前进方向，隧道中心点为坐标原点。为了简便计算，区间断面都选择带仰拱的扩大马蹄形断面，尺寸为8.5m×8.8m，拱顶距地表11m。模型上表面为地面，坐标为+17m，下表面取至-16m，模型高度为33m，约为4D，x轴方向取40m，约5D。模型长度取30m，约4D。所建模型见图1.1，隧道断面放大图见图1.2。图1.1隧道模型图1.2单元选取模型采用FLAC3D中填充的shell单元模拟隧道，采用放射状单元(radcylinder)模拟隧道周边土体，采用六面体单元(brick)模拟各土层，采用FLAC3D中特有的结构衬砌单元(shell)模图1.2隧道断面放大图拟钢筋混凝土衬砌。模型单元数为44580，结点数为47368。1.3边界条件模型的底面限制水平和垂直位移；左右边界限制水平位移；上表面取自由边...