随着城市地下空间的大力发展,综合管廊广泛应用于交通、市政等各类型工程中,其作为我国十三五规划中的重要基础设施投资项目,以每年近2000km的建设速度飞速发展,2020年末预计可达10000km的超大规模,我国将成为名副其实的综合管廊大国。然而,在综合管廊建设欣欣向荣的背景下,管廊地基设计不合理引起的管廊基坑突涌破坏、结构开裂和渗漏水、周边环境破坏等现象频发,而目前孤立的地基设计往往针对管廊地基承载力要求或沉降控制,鲜有研究涉及管廊基坑开挖阶段,继而管廊工程全过程的安全难以实现。本文依托济南市东站片区的某管廊工程,该工程在基坑开挖阶段多次发生突涌破坏,分析其破坏事故,在压力平衡法的基础上考虑多个积极因素的影响,提出更契合实际的抗突涌稳定判定方法;并将管廊基坑突涌稳定和其地基承载力要求综合考虑,提出考虑基坑突涌稳定的管廊地基设计方法。依据此法进行该工程的地基优化设计,建立三维有限元数值模型以分析验证,研究管廊施工过程中管廊结构、地层的受力规律及管廊地基设计参数。本文主要研究内容和成果如下:(1)依托济南市某管廊基坑,在经典的压力平衡法的基础上对隔水层土体的抗剪强度、坑底加固的影响进行研究,建立考虑上述积极因素的抗突涌稳定判定方法,得出临界加固厚度的确定公式,并结合现场情况进行基坑突涌的变形形态、事故原因、措施分析。(2)结合多个工程实例总结分析管廊地基沉降风险、变形特性及加固措施,在此基础上针对管廊工程进行其地基设计目标、方法的研究。(3)以管廊工程全过程的安全和经济为目标,以地基沉降值和工程造价为控制指标,将管廊基坑开挖期的突涌稳定和施工、运营期的地基承载力要求综合考虑,提出考虑基坑突涌稳定的管廊地基设计方法,并采用该法进行济南市某管廊地基的优化设计。(4)基于有限元数值模拟方法,对济南市某管廊工程进行了施工模拟分析,其中包括:(1)验证优化方案,结果证明该方案不仅成功规避管廊基坑开挖阶段发生的突涌破坏,实现“全过程”的安全,也大大降低工程造价;(2)研究承压水地层管廊工程施工中各阶段的结构、地基及地表的变形规律;(3)讨论不同垫层厚度、加固范围对管廊工程的影响,以确定合理的地基加固参数。