哥本哈根地铁环线
项目概况

项目中应用的软件

哥本哈根地铁环线由一条 15.5 公里长的地铁线路组成，设有 17 个地下车站。车站采用自上而下的施工技术，采用明挖回填结构建造，并保留在由相切桩或隔墙构成的车站箱内。
在城市软土地基条件下设计和建造隧道和车站带来了许多岩土工程挑战，其中包括限制沉降和地下水流动的要求。
Oasys 如何证明其价值
隧道建设会引起地面及地下的地面移动。车站和隧道将建在现有建筑物和结构附近。这些建筑物和结构包括可追溯至 16 世纪的受保护建筑，这些建筑通常建在木桩上。即使现场地面条件发生微小变化，这些建筑也会受到影响。

在这样的城市环境中，建筑物保护措施（包括监测、沉降控制和安装缓解措施）对车站和隧道工程至关重要。在招标设计阶段，已对建筑物损坏进行了初步评估，以评估 Cityringen 沿线建筑物的损坏情况。
地面状况为 10-15 米厚的冰川沉积物，覆盖在裂缝石灰岩上，其中包括坚硬的燧石层。建筑保护措施意味着，距离发掘地 100 米范围内不在石灰岩中的建筑物需要进行移动损坏风险评估。
分析
建筑风险评估过程采用分阶段方法。该顺序过程使用招标时提供的建筑和岩土信息确定了沿线的关键建筑物（第 1 阶段）。这提供了一种确定所需保护措施范围的方法，并可以估算建筑保护的成本（第 2 阶段）。

建筑风险评估的主要阶段概述如下：
第一阶段
对于第一阶段的评估，进行了沉降分析以确定整个 Cityringen 路线上方的地面运动。沉降分析使用 Oasys Xdisp 进行。

所有估算隧道沉降的经验方法所依据的基本参数是体积损失。体积损失可以定义为挖掘出的额外地面体积与隧道理论体积之比。第一阶段包括使用“最差可信”体积损失的筛选过程。在此阶段，忽略了建筑物地基对沉降模式的影响。Oasys XDisp 用于计算隧道建设引起的地面沉降。
筛选包括确定任何结构，其预计隧道沉降小于 5 毫米，且预计坡度小于 1/500。这些结构无需进一步评估。所有其他结构均应接受第 2 阶段风险评估。
第二阶段
对于第 2 阶段的评估，第 1 阶段中确定的所有结构以及可能发生沉降的结构均使用极限拉伸应变法进行评估（Burland 等人，1977 年；Burland，1995 年；Mair 等人，1996 年；Burland 和 Boscardin 和 Cording，1989 年）。该方法考虑了地面的拉伸应变，并使用了建筑物的简单理想化模型。第 2 阶段风险评估假设建筑物遵循第 1 阶段计算的绿地表面沉降曲线，并再次使用 Oasys Xdisp 程序进行。
建筑物的损坏类别是根据如下所示的极限拉伸奇异范围确定的。
Xdisp 能够使用如下所示的建筑物损坏交互图表来显示这些特定结构相对于损坏类别的表现。
此外，使用 Xdisp 绘制了沿子结构的位移。
根据第 2 阶段的评估，编制了一份清单，其中列出了需要特别关注的建筑物，或损坏等级大于 1（即“最坏”情况下体积损失）的建筑物，或损坏等级大于 2 的正常建筑物。在招标阶段，该清单用于确定可能需要建筑物保护的建筑物，从而可以在招标评估期间评估承包商的拟议工程。
控制地面运动
在冰川沉积物中，尤其是在混合面区域，需要采取额外措施将地面沉降保持在可接受的水平。通过以下措施可减轻隧道施工造成的沉降：

  • 对准优化
  • TBM 设计
  • TBM 运营管理
  • 监测和系统性早期跟进
  • 土壤改良、结构加固、补偿灌浆、渗透灌浆、冻结、临时支撑等，以及

  • 建造横向和上部屏障（例如打桩、管道覆盖等）

参考文献
S. Eksesn、D. Whittles、J. Krogh 和 J. Gravgaard，《哥本哈根地铁环线——城市条件下的隧道和车站建设挑战》，于 2011 年 6 月在加利福尼亚州旧金山举行的快速挖掘和隧道会议上发表

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