新建公路隧道上跨既有铁路隧道稳定性影响研究

作     者：王朝红 袁金秀 运凯 安辰亮 武薇 WANG Zhao-hong;YUAN Jin-xiu;YUN Kai;AN Chen-liang;WU Wei

作者机构：河北交通职业技术学院河北石家庄050091 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 河北省季冻区公路服役安全与预警技术创新中心河北石家庄050091 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2024年第41卷第7期

页      面：163-171页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：河北省自然科学基金项目(E2021419001) 河北省高等学校科学技术研究项目(ZD2022086) 

主　　题：隧道工程 稳定性 数值计算 近接 承载能力 

摘      要：为明确新建隧道施工及夹层岩土体厚度、围岩级别等不同因素对既有隧道结构稳定性的影响作用,以新建公路隧道上跨既有铁路隧道工程为依托,采用数值计算的研究方法,探讨了不同夹层岩土体厚度及围岩等级下近接隧道施工对既有隧道结构受力和变形的影响规律,并利用现场试验验证了计算模型的准确性,同时通过检算隧道结构各部位的安全系数,对近接隧道施工安全性进行了评价。结果表明:(1)新建公路隧道与既有铁路隧道夹层厚度对既有铁路隧道拱顶和轨道面的受力和变形影响显著。当夹层土厚度在0~16 m时,既有结构的受力和变形受新建隧道施工影响较大,当厚度大于31 m时,基本不受影响。既有结构变形随夹土层厚度增加逐渐减小;(2)既有铁路隧道结构应力随着围岩级别的降低而增大,但非线性关系,Ⅵ级和Ⅴ级围岩条件下较Ⅳ级围岩应力分别增长了12.3%和36.8%;(3)现场监测数据表明既有隧道拱顶和轨面处的竖向位移曲线均呈倒“W形,变形量实测值与数值计算值偏差在20%以内,验证了计算模型的可靠性;(4)既有隧道结构承载力受新建隧道的影响较小,未出现衬砌结构的拉压破坏,满足相关规范的安全评估要求。