四孔交叠隧道地铁运行对周边环境的振动影响分析

对于多线、交叠式地铁隧道的研究目前主要集中在施工可行性及施工过程中的变形控制问题,而交叠隧道地铁运行引起的环境振动问题研究成果较少。针对地铁四孔交叠隧道的结构特征,以武汉地铁2号线、4号线某区段为背景,建立四孔交叠隧道ANSYS有限元模型,开展了不同列车组合对地面、地下环境的振动影响分析。分析结果表明:地面、地下测点振动强度主要受振源埋深以及距隧道中心水平距离(振源距)的影响,且均以竖向振动为主;地面测点振源距越大,振动越小,在一定距离内振动衰减明显,而后衰减缓慢;相同振源距位置的地下测点振动强度会出现比地面测点更大的情况;同一深度的地下测点,振源距越小,振动强度越大;当达到一定深度后,随着振源距的增大,振动变化幅度减小。多列列车同时运行时的地面测点的振动特性较单列列车运行时有一定的相似性,但更为复杂,需进一步研究。

列车循环动荷载下地铁四孔交叠隧道长期沉降及控制分析

以南京地铁5号线下穿3号线为例,采用ABAQUS软件建立四孔交叠隧道的三维有限元模型,计算列车动荷载作用下的土体动应力,并结合经验模型预测交叠隧道的长期沉降量。结果显示,交叠隧道最大沉降量达16.3 mm,曲率半径为13589 m,相对变曲为1/1100,均超出规范要求,须采取沉降控制措施。现场拟在5号线隧道施工期采用壁后注浆加固措施。结果显示,采用地层加固措施后运营期交叠隧道的最大沉降量降低至10.4 mm,曲率半径增大至18750 m,相对变曲减小至1/2575,均满足规范要求。地层加固措施可有效控制隧道交叠区沉降的发展,保障隧道结构长期服役性能。