大直径土压平衡盾构下穿既有线U形槽结构变形

为确保盾构安全顺利地下穿地铁运营U形槽线路,避免下穿过程中引起U形槽结构过量沉降,影响运营安全,以北京新机场线2、3号风井盾构区间大直径土压平衡盾构下穿既有大兴线U形槽为工程背景,研究了砂卵石地层盾构隧道开挖对U形槽变形影响。通过对U形槽结构竖向位移、横向位移、轨道竖向位移、轨距等大量监测数据进行分析,得出盾构隧道开挖过程中既有结构的变形规律。结果表明:下方隧道开挖会造成U形槽和轨道结构产生不均匀隆起、沉降变形,竖向变形在2.0 mm以内;隧道横向变形表现为不规则波动,变形在±0.5 mm以内;轨距变化在±1 mm以内。既有U形槽结构竖向位移与盾构掘进参数关系密切;通过严格控制盾构施工参数,采用二次注浆、深孔注浆方式对管片背后进行填充,可大幅减少结构沉降。研究结果可为控制U形槽结构变形,确保既有线运行的安全提供借鉴。

地裂缝环境下马蹄形地铁隧道与土体相互作用的研究

以穿越地裂缝带的西安地铁2号线为研究背景,通过数值模拟对地裂缝作用下马蹄形地铁隧道与土体相互作用的机理进行了研究。研究结果表明:随着上、下盘位错量的增加,地裂缝处受影响的土体范围逐渐增大,土体的竖向位移也逐渐变大;上盘下降过程中,下盘隧道顶部沉降变形最大,上盘隧道顶部沉降变形最小;隧道的变形区域出现在预设地裂缝两侧,并且随着竖向位错的增大而增大,当错距d=100mm时,地裂缝处的隧道结构发生破坏。隧道的最大主应力位于结构出现裂缝和受剪切破坏的区域,随着位错量的增加,隧道的最大主应力变化剧烈。地裂缝处,隧道结构上部靠下盘区域受拉,靠上盘区域受压,隧道结构下部靠下盘区域受压,靠上盘区域受拉。在实际工程中,地铁隧道穿越地裂缝时,宜采用分段式隧道结构。

地面不均匀沉降对马蹄形隧道作用的研究

以西安地铁2号线穿越地裂缝带为研究背景，通过数值模拟对地面不均匀沉降作用下马蹄形地铁隧道与土体的相互作用机理进行了研究。研究结果表明，随着上下盘位错量的增加，地裂缝处受影响的土体范围逐渐增大，土体的竖向位移也逐渐变大；上盘下降过程中，下盘隧道顶部沉降变形最大，上盘隧道顶部沉降变形最小；隧道的变形区域出现在预设地裂缝两侧，并且随着竖向位错的增大而增大。当错距d=100mm时，地裂缝处隧道结构发生破坏。隧道的最大主应力位置出现在结构出现裂缝和受剪切破坏的区域，随着位错量的增加，隧道的最大主应力变化剧烈。地裂缝处隧道结构上部靠下盘区域受拉，靠上盘区域受压，隧道结构下部靠下盘区域受压，靠上盘区域受拉。在实际工程中，地铁隧道穿越地裂缝时，宜采用合理分段式隧道结构。