现代化城市的快速发展造成了城市人口密集度越来越高，传统的地面立体交通无法满足大众快速出行的要求，出行慢、堵、挤已成为常态。随着居民对出行要求的提高和生活方式的转变，大城市的交通逐渐朝多层面、大容量和高速化的方向发展，轨道交通在城市交通的运行中扮演着重要的角色^{[1, 2]}。本文针对重庆地下轨道车站暗挖施工对周边地表建筑物的影响展开研究^[3-5]，根据对建筑物变形的影响，评定周边房屋的损坏程度。

1 工程概况

重庆轨道交通3号线上红旗河沟站位于重庆市渝北区红锦大道，该地下车站在空间上是3号线和6号线的立体交叉点，可以实现无缝换乘。地下车站上方地表分布着许多重要建筑物，如汽车北站位于地下车站西侧约50 m。地下轨道车站交叉段最大净空面积为727 m²，最大横断面开挖尺寸为24.35 m(宽)×32.81 m(高)。该地下车站交叉段空间三维布置如图 1所示。地下轨道车站洞室露地层条件相对简单，上覆杂填土约6 m，下覆地层为碎块状强风化砂岩、砂质泥岩，裂隙不发育，岩体较完整，地下水贫乏，成洞条件较好。因地表车站及周边建筑物复杂等因素，经过设计论证，对该地下轨道车站的施工方案选定为暗挖施工。

2 隧道施工房屋损坏评定方法 2.1 建筑结构损坏分级标准

调研国外工程结构损坏等级标注可知，通过工程调查和工程测试实验手段，最终将房屋损坏评定标准分为3类^{[6, 7]}。① 视觉损坏，即结构物出现大于1/250的偏移，该损坏评定标准为中破坏等级0~2；② 功能损坏，该损坏评定标准为中破坏等级3~4；③ 稳定性损坏^[8]，破坏等级5。如表 1所示。

2.2 房屋三阶段评价分析法

房屋损坏三阶段评价分析法流程如图 2所示。第一阶段采用Greenfield地表沉降法；第二阶段可称为隔离法，即将地表建筑物和其基础看成不同的部分；第三阶段可称为整体分析法，主要采用数值计算分析方法，考虑地基基础和上部房屋结构的相互作用。

3 暗挖施工对周边建筑物的影响分析

依据车站周边建筑物的分布特性，选择距离最近且最高的建筑物为研究对象，分析红旗河沟车站开挖对周边建筑物的影响^[9]。目标建筑物距离地下轨道3号线车站轴线的水平距离为31.1 m，房屋高度取80 m，其平面位置关系如图 3所示。

考虑到开挖断面B(轨道3号线)较大，在设计阶段采用了上下侧双导坑开挖施工法，通过分析开挖施工步序对围岩的影响可知，该工法能够在施工过程中很好地控制各种风险，且便于施工台车的制作和提高施工的安全性。具体施工方案为：① 在3号线交叉口段施工时，6号线开洞位置的初期支护完全封闭，待6号线施工时再拆除；② 在6号线洞室交叉口施工时，不允许在3号线两侧同时开挖，必须在一侧施工完成15.0 m距离后，方可施工另一侧，具体开挖施工步序如图 4所示。

根据该工程的实际情况，选取交叉段延伸2倍洞径作为有限元分析范围，取值为150 m×70 m×160 m，材料物理力学参数值如表 2所示。通过有限元分析软件Midas GTS建立的三维分析有限元模型如图 5所示。由模拟结果可知，损坏等级为2，属视觉破坏。

3.1 监测交叉段拱顶影响

监测交叉段拱顶沉降随施工步序的变化值，其动态变化如图 6所示，拱顶沉降最终稳定在13.48 mm。从图 6中可知，核心土的开挖会引起拱顶的沉降，因此，在施工过程中要采取及时的支护措施，总体来说，沉降值在规范允许的范围之内，施工方法是可行、安全的。

3.2 监测交叉段附近房屋影响

考虑到3号线开挖更大，对建筑物的影响会更加显著，故选择靠近3号线侧的房屋水平位移和竖向位移为评价的参考依据，通过数据提取分析可知，房屋靠近3号线最近的一侧地表在水平方向的最大偏移值为1.15 mm，小于3.2 mm，依据建筑结构损坏分级标准可知，该损坏等级为1，即轻微损伤；在垂直方向，周边建筑物最大地表沉降为6.130 mm，小于10 mm，采用三阶段评价法评价房屋安全可知，满足第一阶段评价，即房屋在车站施工阶段是安全的。

4 结束语

本文采用房屋损坏评定标准将红旗河沟车站开挖对周边房屋的损害程度进行了研究，通过有限元三维数值模拟方法分析了车站开挖对地表的影响，根据数值模拟结果可知损坏等级为2，即视觉破坏。同时，还采用了三阶段评价分析法评价了周边房屋的安全影响，经计算结果表明符合一阶段评价标准，表明该设计方案的开挖和支护措施能够控制整个施工过程中房屋的安全风险。