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城市地铁的建设不仅能解决城市交通拥挤问题,还能拉动就业,创造产值,提升城市活力。近年来,随着国内中西部城市的快速发展,符合兴建地铁的城市也越来越多,为了缓解运力问题,多数城市都把兴建地铁作为首选方式[29]。太原作为六朝古都,中西部较为发达的城市,兴建地铁是未来发展的重中之重。如今随着太原地铁二号线的建设,太原市即将迎来首条地铁线,这对这座历史文化名城有着非常重要的意义。虽然兴建地铁有着拓展城市地下空间,缓解地面交通堵塞的优点,但是不可否认的是,兴建地铁也可能对地铁车站及线路周围的建筑和其他浅埋设施造成破坏。尤其是没有修建过地铁的城市,其相关方面的研究不足,工程案例不多,经验欠缺,因此,研究太原地铁车站基坑开挖对地表沉陷的影响十分必要。本文以太原地铁2号线化章街站为工程背景,通过搜集资料、工程勘察、室外抽水和室内土工试验,了解区域内的水文地质条件并确定研究区域内的各项参数的物理力学指标。运用所得数据,考虑渗流的影响,运用FLAC3D数值模拟软件,建立三维的数值模型,对不同工况下基坑开挖对地表沉陷的影响及控制方法做数值模拟分析。通过数值模拟得出不同土体参数对基坑降水开挖的地表沉陷的影响规律,对控制地表沉陷的不同方法进行探究,得出以下结论:(1)汾河漫滩地区水文地质条件比较特殊,地下水较为丰富,容易对基坑施工造成影响。实测数据表明化章街站基坑地表沉陷已经超过控制值,应该采取办法控制地表沉降。(2)土体参数的变化确实会对地表沉陷产生影响。不同的土体参数变化的范围不同,每种参数的变化应该根据这种参数的实际情况做实际分析。直接采用土工试验的出的土体参数明显要偏离实际,应该通过实验确定土体参数的变化范围。针对化章街站,通过计算给出了车站周围土体参数的调整范围,模拟地表沉陷的结果基本接近实测。每种参数的影响程度是不同的,其中渗透系数与其他参数相反,渗透系数越大,地表沉陷值越大。表4-2得出的土参调整范围可以为太原地区以后的类似工程问题提供借鉴。(3)降水井的深度越深,地表沉陷值越小。随着深度的增加,地表沉陷值减小的幅度越来越小。降水井井间距越大,地表沉陷值越小。同等降水时间下,地表水下降的幅度变慢,同等标高的水位孔压较大。止水帷幕的渗透系数对地表沉陷的影响并不显著,尤其是止水帷幕的渗透系数越来越小,其对地表沉陷的影响几乎不变。止水帷幕的深度对地表沉陷的影响是显著的,如果止水帷幕太浅,会造成地下水渗流效应越发明显,地表沉陷值增大,但是止水帷幕超过一定深度对止水的效果影响也不大。回灌井的数量总体上对地表沉陷的影响不大。地表沉陷值随着抽水回灌比的增大而变小,但地表沉陷符合控制值后不应再回灌,否则坑外灌坑内抽,会造成工程成本的增加。(4)针对化章街站,当抽水井井深24m、抽水井井距10m、止水帷幕的深度28m、止水帷幕的渗透系数为10-9cm×s-1,对地表沉降控制效果最好。论文成果对化章街站地铁基坑施工具有建设性意义,为太原市同类型的基坑工程地表沉陷控制提供参考。