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摘要：随着我国经济的高速发展，在地铁城市交通系统中占有越来越重要的地位。城市建设对地铁结构安全带来的矛盾和安全隐患也逐渐显露，因此研究城市建对地铁结构安全影响是十分重要的。
关键词：地铁结构；安全评估；影响
中图分类号： U231 文献标识码： A
随着我国经济的高速发展和地下空间建设理论和技术的不断完善，地铁以其速度快、运载能力大、污染小、充分提高地下空间利用率等优点，在城市交通系统中占有越来越重要的地位。众所周知，城市地下工程施工产生的地层变形及应力释放必然会对周边环境产生一定程度的扰动，所带来的矛盾和安全隐患也将更加突出，因此研究城市建设对地铁结构安全影响分析具有重要的现实意义。
1.国内外研究现状
1.1近接度的划分
近接工程的近接度的划分，需要对许多条件做出判断，这些条件包括近接工程施工的种类、规模、设计、施工方法及近接工程与既有隧道的位置关系等。基于能量守恒的理论分析得出,地层因开挖而释放的弹性能有一部分以变形能的形式存储于桩基中，即开挖释放的弹性能被桩基以变形的形式进行吸收，因而桩基的变形是地铁邻近既有桥梁施工的控制核心。近接工程地下结构的修建过程是周围土层不断发生卸载的过程，即周围土层地应力场平衡状态受到扰动后不断重新分布的过程，于是就发生了地铁分裂。地铁隧道的过大、不均匀沉降会对地铁结构本身和接头的安全性、耐久性及防水性等产生影响。严重的不均匀沉降甚至会威胁轨道的平顺度、乘坐舒适度及地铁的安全运营。
近接度一般划分为三个范围，无影响范围、要注意范围、限制范围。近接度划分主要是根据既有隧道与新建结构物的间隔来确定的，这里所谓的间隔是指既有隧道衬砌外面到近接工程的最小距离。
1.2穿越工程的研究
国内一些城市遇到过很多类似穿越工程，但只是针对某一具体工程的实施措施进行了分析研究。国外轨道建设起步较早，也存在很多类似问题，关于此类问题的解决方法值得我们学习和借鉴。科学家通过对实际桥梁上部结构状况进行力学简化，建立了八种桥梁上部结构与桩基协调变形的结构力学模型，以此分析了桩基沉降与上部结构内力和变形的作用关系。力场平衡状态受到扰动后，发生重新分布，岩土开挖使地层环境发生多种变化，如岩土应力状态的卸载和调整、岩土爆破损伤和振动、岩土临空面位置和形状的改变、地下水的排泄、地表水的聚集等。目前对于新建地铁工程对既有地铁结构及运营安全的影响分析还未成熟，并且国内外可以借鉴和参考的工程经验和发表的相关研究成果相对较少，采取什么样的措施来减小临近施工对既有线的影响，成为当务之急。
2.风险等级的判定与管理
2.1风险等级划分标准
为给穿越地铁的施工方案选择等提供依据，最大限度地降低新建地铁工程施工对轨道交通行车组织的影响，确保客运组织安全正常有序，提出了相关的风险应对措施。风险识别是基于主动防护，是风险控制的基础，需工作人员对工程现场进行更深入的分析，只有准确识别出工程的风险诱因，才能为后期的风险控制提供可靠的处置对象。首先考虑当前地层环境下车站结构的内力，然后考虑三种假想的环境变化，车站结构下方将有隧道施工，车站结构邻近将有地面建筑物兴建，地下水位将上升。对泵房排水数据、隧道内渗漏统计和长期沉降数据进行分析,结果表明当相应区段内渗漏水严重时，泵房排水量增大，同时沉降速率也增大。通过实践检验，风险等级划分采取两步走的方法，首先确定基本风险等级，其次比较，看项目风险是否在可接受范围之内，进而确定所评估项目是否可取。为了有效识别上述风险，可对施工影响范围内的既有桥梁进行全面的调查，调查结论将直接影响后续工程安全风险状态的评估和风险应对措施的选取，因此，调查必须全面、认真、科学、仔细。
2.2風险等级影响因素
据风险分级标准，将工程列入不同风险等级管理，对设计、施工、监测提出不同的具体要求，管理措施包括主动措施和被动措施。主动措施主要指新建地铁设计、施工方面，被动措施主要指轨道防护及第三方监测。为了合理制定沉降控制措施，应当对施工中的风险状态进行评估，对不同风险源进行相应的等级划分，从而在选取主动防护措施时可以有的放矢，并采取有效的预防预案，在车站施工前应对既有桥梁的影响进行风险等级进行划分。多年来的建设经验表明，对未来地层环境变化的忽视可能会造成工程失误。对于地铁工程，环境制约因素的评价对规划、选址和结构设计具有重要意义。由于盾构隧道与车站施工方法存在很大差异，它们对周围土体的扰动程度、沉降特点也截然不同，因此很容易在隧道与车站的连接处产生差异沉降，发生接头开裂、漏水和漏泥等情况。
3.既有地铁变形机理研究
3.1既有地铁结构的变形和附加内力
随着地铁线路的不断开通，地铁形成了网络化运营格局，其有许多网络节点，一旦某条线路受到较大影响，就会影响到与其连接的换乘节点，从而影响整个网络的运输，地铁投入运营的线路越多。地铁施工邻近既有桥梁主动防护控制体系主要针对城市大断面險道穿越城市重要交通节点大型桥梁施工，重点考虑五个基本原则，重要性、合理性、主动性、过程控制、经济性。一般是把结构承受的各种外力乘以相应的分项系数进行荷载组合，然后进行结构计算。分项系数是针对每种荷载的概率分布及荷载效应组合的概率分布而定。地铁工程不仅对沉降状态极为重视，同时也很关心隧道的长期沉降预测，以便及时加强监测和釆取必要的工程措施。隧道长期沉降的预测方法，大致可分为理论解析法、数值分析法和经验方法。依据上述，可将主动防护控制体系分为风险识别、风险评估、沉降控制及变形监控四个阶段，其核心在于研究工程风险的发生、演化规律及相应的风险主动防控技术。在地铁运营网络上存在多处穿越工程同时进行，而其中一处或几处出现问题和事故，会导致整个轨道交通网络陷入混乱，地铁的网络化运营与大量的外部地下工程之间的关系将会更加复杂。其实质是通过对风险发生机制的科学判断，尽早识别风险来源及风险状态，并且通过主动防护技术的实施，将风险处置前移，实现在最佳的时机，以最小的代价，用最合理的方式控制工程安全风险的目的。
3.2变性因素分析
地铁施工不可避免的会对周围地层产生扰动，引起地层变形和沉降，地层的变形又会引起邻近桥桩的一系列反应，如沉降、侧向位移、附加应力等。桥桩的反应会进一步传递至上部结构，为了保证桥梁安全正常的工作，就必须限制桥桩的沉降变形和附加应力。
结语:
地下结构是受力状态复杂的超静定结构，地层环境的改变对结构内力的影响需要具体问题具体分析，通过严密的科学计算找出各自的变化特点，以更好地适应未来工程环境的改变。
参考文献：
[1]方光宇，范设立.地下工程近接施工力学原理与对策的研究[J].中国科学，2011（20）.
[2]汪广源，李丽，刘敏玲.浅埋暗挖下穿既有地铁构筑物关键技术研究与实践[J].中国工程科学，2010（1）.
[3]刘敏莉，蔡剑锋.新建隧道下穿施工对既有隧道纵向变形的影响和工程措施研究[J].中国科学，2012（4）.
关键词：地铁结构；安全评估；影响
中图分类号： U231 文献标识码： A
随着我国经济的高速发展和地下空间建设理论和技术的不断完善，地铁以其速度快、运载能力大、污染小、充分提高地下空间利用率等优点，在城市交通系统中占有越来越重要的地位。众所周知，城市地下工程施工产生的地层变形及应力释放必然会对周边环境产生一定程度的扰动，所带来的矛盾和安全隐患也将更加突出，因此研究城市建设对地铁结构安全影响分析具有重要的现实意义。
1.国内外研究现状
1.1近接度的划分
近接工程的近接度的划分，需要对许多条件做出判断，这些条件包括近接工程施工的种类、规模、设计、施工方法及近接工程与既有隧道的位置关系等。基于能量守恒的理论分析得出,地层因开挖而释放的弹性能有一部分以变形能的形式存储于桩基中，即开挖释放的弹性能被桩基以变形的形式进行吸收，因而桩基的变形是地铁邻近既有桥梁施工的控制核心。近接工程地下结构的修建过程是周围土层不断发生卸载的过程，即周围土层地应力场平衡状态受到扰动后不断重新分布的过程，于是就发生了地铁分裂。地铁隧道的过大、不均匀沉降会对地铁结构本身和接头的安全性、耐久性及防水性等产生影响。严重的不均匀沉降甚至会威胁轨道的平顺度、乘坐舒适度及地铁的安全运营。
近接度一般划分为三个范围，无影响范围、要注意范围、限制范围。近接度划分主要是根据既有隧道与新建结构物的间隔来确定的，这里所谓的间隔是指既有隧道衬砌外面到近接工程的最小距离。
1.2穿越工程的研究
国内一些城市遇到过很多类似穿越工程，但只是针对某一具体工程的实施措施进行了分析研究。国外轨道建设起步较早，也存在很多类似问题，关于此类问题的解决方法值得我们学习和借鉴。科学家通过对实际桥梁上部结构状况进行力学简化，建立了八种桥梁上部结构与桩基协调变形的结构力学模型，以此分析了桩基沉降与上部结构内力和变形的作用关系。力场平衡状态受到扰动后，发生重新分布，岩土开挖使地层环境发生多种变化，如岩土应力状态的卸载和调整、岩土爆破损伤和振动、岩土临空面位置和形状的改变、地下水的排泄、地表水的聚集等。目前对于新建地铁工程对既有地铁结构及运营安全的影响分析还未成熟，并且国内外可以借鉴和参考的工程经验和发表的相关研究成果相对较少，采取什么样的措施来减小临近施工对既有线的影响，成为当务之急。
2.风险等级的判定与管理
2.1风险等级划分标准
为给穿越地铁的施工方案选择等提供依据，最大限度地降低新建地铁工程施工对轨道交通行车组织的影响，确保客运组织安全正常有序，提出了相关的风险应对措施。风险识别是基于主动防护，是风险控制的基础，需工作人员对工程现场进行更深入的分析，只有准确识别出工程的风险诱因，才能为后期的风险控制提供可靠的处置对象。首先考虑当前地层环境下车站结构的内力，然后考虑三种假想的环境变化，车站结构下方将有隧道施工，车站结构邻近将有地面建筑物兴建，地下水位将上升。对泵房排水数据、隧道内渗漏统计和长期沉降数据进行分析,结果表明当相应区段内渗漏水严重时，泵房排水量增大，同时沉降速率也增大。通过实践检验，风险等级划分采取两步走的方法，首先确定基本风险等级，其次比较，看项目风险是否在可接受范围之内，进而确定所评估项目是否可取。为了有效识别上述风险，可对施工影响范围内的既有桥梁进行全面的调查，调查结论将直接影响后续工程安全风险状态的评估和风险应对措施的选取，因此，调查必须全面、认真、科学、仔细。
2.2風险等级影响因素
据风险分级标准，将工程列入不同风险等级管理，对设计、施工、监测提出不同的具体要求，管理措施包括主动措施和被动措施。主动措施主要指新建地铁设计、施工方面，被动措施主要指轨道防护及第三方监测。为了合理制定沉降控制措施，应当对施工中的风险状态进行评估，对不同风险源进行相应的等级划分，从而在选取主动防护措施时可以有的放矢，并采取有效的预防预案，在车站施工前应对既有桥梁的影响进行风险等级进行划分。多年来的建设经验表明，对未来地层环境变化的忽视可能会造成工程失误。对于地铁工程，环境制约因素的评价对规划、选址和结构设计具有重要意义。由于盾构隧道与车站施工方法存在很大差异，它们对周围土体的扰动程度、沉降特点也截然不同，因此很容易在隧道与车站的连接处产生差异沉降，发生接头开裂、漏水和漏泥等情况。
3.既有地铁变形机理研究
3.1既有地铁结构的变形和附加内力
随着地铁线路的不断开通，地铁形成了网络化运营格局，其有许多网络节点，一旦某条线路受到较大影响，就会影响到与其连接的换乘节点，从而影响整个网络的运输，地铁投入运营的线路越多。地铁施工邻近既有桥梁主动防护控制体系主要针对城市大断面險道穿越城市重要交通节点大型桥梁施工，重点考虑五个基本原则，重要性、合理性、主动性、过程控制、经济性。一般是把结构承受的各种外力乘以相应的分项系数进行荷载组合，然后进行结构计算。分项系数是针对每种荷载的概率分布及荷载效应组合的概率分布而定。地铁工程不仅对沉降状态极为重视，同时也很关心隧道的长期沉降预测，以便及时加强监测和釆取必要的工程措施。隧道长期沉降的预测方法，大致可分为理论解析法、数值分析法和经验方法。依据上述，可将主动防护控制体系分为风险识别、风险评估、沉降控制及变形监控四个阶段，其核心在于研究工程风险的发生、演化规律及相应的风险主动防控技术。在地铁运营网络上存在多处穿越工程同时进行，而其中一处或几处出现问题和事故，会导致整个轨道交通网络陷入混乱，地铁的网络化运营与大量的外部地下工程之间的关系将会更加复杂。其实质是通过对风险发生机制的科学判断，尽早识别风险来源及风险状态，并且通过主动防护技术的实施，将风险处置前移，实现在最佳的时机，以最小的代价，用最合理的方式控制工程安全风险的目的。
3.2变性因素分析
地铁施工不可避免的会对周围地层产生扰动，引起地层变形和沉降，地层的变形又会引起邻近桥桩的一系列反应，如沉降、侧向位移、附加应力等。桥桩的反应会进一步传递至上部结构，为了保证桥梁安全正常的工作，就必须限制桥桩的沉降变形和附加应力。
结语:
地下结构是受力状态复杂的超静定结构，地层环境的改变对结构内力的影响需要具体问题具体分析，通过严密的科学计算找出各自的变化特点，以更好地适应未来工程环境的改变。
参考文献：
[1]方光宇，范设立.地下工程近接施工力学原理与对策的研究[J].中国科学，2011（20）.
[2]汪广源，李丽，刘敏玲.浅埋暗挖下穿既有地铁构筑物关键技术研究与实践[J].中国工程科学，2010（1）.
[3]刘敏莉，蔡剑锋.新建隧道下穿施工对既有隧道纵向变形的影响和工程措施研究[J].中国科学，2012（4）.