叠交山岭隧道施工相互影响及开挖顺序优化研究

基于三维有限差分模型,分析了叠交山岭隧道开挖相互影响规律,探讨不同开挖方案下叠交山岭隧道穿越段最大位移。研究结果显示:叠交隧道开挖对上穿隧道变形影响比下穿隧道大,下穿隧道开挖导致叠交段上方隧道拱顶沉降增大及拱墙向内的水平位移减小,上穿两隧道开挖导致两隧道中间位置处的下方隧道拱顶沉降以及拱墙水平位移最大。两条隧道上穿下方一条隧道的情况下先开挖下方隧道再分别开挖上方两隧道引起叠交隧道位移最小,对变形控制及施工安全最有利。本文研究成果将为此类山岭隧道叠交穿越工程施工提供指导和参考借鉴。

软土城区土压平衡盾构上下交叠穿越地铁隧道的变形预测及施工控制

由于城市高楼密集,地铁隧道网络发达,建筑物桩基、市政管线和既有隧道等地下构筑物对新建隧道空间形成较大限制,因此施工盾构往往不可避免地叠交穿越绕行既有构筑物。尤其是上下叠交的隧道穿越存在着重大施工风险,对既有隧道的安全运营构成极大安全隐患。结合上海轨道交通工程实践,采用简化理论方法、三维有限元数值模拟方法以及现场监测方法,揭示软土城区土压平衡盾构机上下交叠穿越地铁隧道的变形规律,提出上下交叠穿越地铁隧道的盾构施工参数设定规律以及安全控制技术措施。其中简化理论方法基于Winkler地基模型,得到盾构上下交叠穿越引起的既有隧道纵向沉降的计算表达式;三维数值模拟方法优化施工方法和盾构掘进参数,分析盾构隧道以较大斜交角度上下叠交施工穿越的实际工况;现场监测方法提供土压平衡盾构机上下交叠穿越地铁隧道的变形数据以及切口土压力、同步注浆、推进速度、管片拼装高程以及刀盘扭矩等施工参数的设定规律。研究成果可为合理制定城市地铁隧道交叠穿越运营隧道的保护措施提供一定理论依据,也可为其他类似多线叠交盾构隧道穿越工程提供一定的施工借鉴和参考。