基于NSM分析双线隧道下穿对既有隧道影响

为探究新建双线隧道下穿对既有盾构隧道纵向位移的影响,采用Pasternak双参数弹性地基及Euler-Bernoulli梁模型,考虑新建隧道与既有隧道轴线夹角以及隧道开挖引发土体损失等因素,通过Loganathan-Poulos解和叠加原理计算新建双线隧道开挖引起周围土体自由场竖向位移,基于零空间法对既有隧道沉降变形进行求解。以深圳地铁9号线下穿地铁4号线为工程背景,将现场实测数据与零空间法的结果进行对比,进一步分析双线隧道水平距离、土体损失、新旧隧道轴线间夹角以及新建隧道埋深对隧道沉降的影响。结果表明:新建隧道双线间距在其外径7倍范围内时对既有隧道沉降影响显著,沉降量随间距增大而减小,沉降范围随间距增大而增大,沉降形态由“V”型向“W”型转变。当间距大于7倍新建隧道外径,沉降量与沉降形态均趋于稳定。此外,土体损失、新旧隧道夹角及新建隧道埋深对沉降的影响显著,沉降量随土体损失增大而增大,随新旧隧道夹角和新建隧道埋深的增大而减小。

新建双线隧道下穿对既有盾构隧道影响研究

新建双线隧道下穿施工会引发上部既有盾构隧道产生纵向沉降,并可能进一步影响隧道正常运营。采用Pasternak弹性地基梁模型和Loganathan-Polous解,提出双线隧道下穿作用下既有隧道纵向变形的简化计算方法,利用指数曲线公式量化双线隧道开挖引发土体损失之间的差异。利用工程实测数据进行对比分析,验证了方法的有效性。结合参数分析研究双线隧道水平距离、土体损失、竖向净距对隧道沉降和弯矩的影响。研究结果表明,考虑双线隧道之间土体损失差异的理论计算结果更符合实测数据;增加双线隧道距离,减小土体损失,增加竖向净距均有利于既有隧道沉降和弯矩控制,并会使隧道纵向沉降和弯矩曲线形态产生明显变化。研究成果可为合理预测双线隧道下穿施工对既有隧道的影响提供一定的理论依据。