地铁盾构隧道近距离上穿既有线路纵向变形计算方法

作     者：刘维正 戴晓亚 孙康 艾国平 雷涛 LIU Wei-zheng;DAI Xiao-ya;SUN Kang;AI Guo-ping;LEI Tao

作者机构：中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 中交一公局集团有限公司北京100024 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2022年第43卷第3期

页      面：831-842页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.52078500,No.U1834206) 湖南省住房和城乡建设厅科学技术计划项目(No.KY201943)。 

主　　题：上穿施工 既有地铁隧道 纵向变形 计算方法 加固措施 

摘      要：针对新建地铁盾构隧道近距离上穿施工引发运营地铁线路不均匀变形问题,将既有线盾构管片视为一系列位于Pasternak基础上由拉伸弹簧、压缩弹簧和剪切弹簧连接的弹性地基短梁,考虑了管片间转动效应和剪切效应以及管片与土体相互作用,建立了基于Mindlin理论的新建盾构隧道施工引起的附加应力以及基于最小势能原理的既有隧道纵向变形的计算方法。结合实测数据与已有方法对比,验证了方法的适用性,并根据工程实例,采用该方法对影响纵向变形的管片连接、土体力学参数、新线与既有线相对位置参数及加固效果进行了分析。结果表明:新建隧道施工至上穿部位时摩擦力f和注浆压力p对既有隧道变形影响较大,穿越既有隧道后纵向变形主要受卸荷附加应力F影响;随着管片间剪切刚度ks、抗拉刚度k T增大,既有线路隆起变形减小,其中ks影响相对较大,工程中可从增强ks和kT的角度控制隧道变形;环形支撑加固措施能有效控制既有线纵向变形,且环间距1.5 m、交叉点左右各3~5环可取得良好效果。