大直径盾构隧道穿越圆形风井关键技术及应用

1）圆形基坑技术特点

（1）圆形基坑与传统的矩形基坑相比，存在一定的技术优势：

①从结构受力的角度看，在平面上将支护结构布置成圆形或近似圆形，它把常规的直线形支护结构改进成曲线形，充分利用了土的拱效应，降低了作用在支护结构上的土压力，且基坑施工过程中墙体间协调变形的能力较强。

②圆形围护结构可将作用荷载基本上转化为内部压力，可以充分发挥混凝土抗压性能好的特点。

③圆形基坑的整体稳定性是从空间受力状态来考虑，当土体向基坑内滑动时，除了滑移面上土体间的摩阻力，土体在圆形梁向上还有相互挤压作用，可阻止圆形基坑发生失稳。这种圆形挤压的效应在平面支护结构中是不存在的，所以圆形基坑具有更好的稳定性。因稳定性依赖环周向力，所以无须横向支撑。

④圆形基坑通常采用地下连续墙作为圆形深基坑的支护结构。在实际工程实践中，圆形地下连续墙挡土开挖不同于一般条形地下连续墙挡土开挖，具有较高的空间结构性，易于承受开挖引起的侧压力荷载，墙体变形小，而且环向应力的存在提高了槽段的接头质量，减小了发生渗漏的可能性。

⑤支护结构经济合理，减少建设投资。

（2）圆形基坑与矩形基坑相比同时也存在以下局限性：(www.xing528.com)

①特别强调围护墙施工的准确性，包括位置方向及垂直性。

②从圆形基坑与矩形基坑结构受力模型分析，圆形基坑在施工过程中一旦某幅槽段或内衬由于控制不当出现问题，将会破坏整个基坑的受力模式而给基坑带来灾难性后果。矩形基坑在出现上述情况下，可通过及时在外侧补强加固及对水平支撑局部加固处理而不至于基坑倾覆，也不会影响基坑的受力模式。

③圆形基坑内衬或环梁属大直径环状结构超大体积混凝土，设计和施工中稍有考虑不周或控制不到位，将会因温度应力和干缩应力等产生开裂出现大的质量事故。

④圆形基坑地连墙钢筋带有一定的弧度，加工制作存在一定的难度。

2）圆形基坑发展趋势

根据调研的工程实例可以看出，圆形超深基坑应用越来越多，这种基坑已广泛应用于地下空间开发的各个领域，有河流污水泵站、越江电缆隧道、城市超高层建筑的地下室、超长跨度桥梁锚碇坑等，并且圆形基坑直径越来越大，有的已经突破100m，如上海环球金融中心塔楼，其基坑直径102m，开挖深度越来越深，如武汉阳逻长江大桥锚碇基础开挖深达42m，未来圆形基坑的发展趋势逐渐向着超深超大的方向发展。