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新建盾构隧道近距离侧穿既有隧道相互影响分析

胡静 何志坚 王一洋 罗学东

胡静, 何志坚, 王一洋, 罗学东. 新建盾构隧道近距离侧穿既有隧道相互影响分析[J]. 岩土工程技术, 2022, 36(1): 16-21. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2022.01.003
引用本文: 胡静, 何志坚, 王一洋, 罗学东. 新建盾构隧道近距离侧穿既有隧道相互影响分析[J]. 岩土工程技术, 2022, 36(1): 16-21. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2022.01.003
Hu Jing, He Zhijian, Wang Yiyang, Luo Xuedong. Interaction Analysis of New Shield Tunnel Passing Through Existing Tunnel in Short Distance[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2022, 36(1): 16-21. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2022.01.003
Citation: Hu Jing, He Zhijian, Wang Yiyang, Luo Xuedong. Interaction Analysis of New Shield Tunnel Passing Through Existing Tunnel in Short Distance[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2022, 36(1): 16-21. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2022.01.003

新建盾构隧道近距离侧穿既有隧道相互影响分析

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2022.01.003
基金项目: 国家自然科学基金项目(42072309)
详细信息
    作者简介:

    胡 静,男,1981年生,汉族,湖北武汉人,工学硕士,高级工程师,主要从事地铁隧道与邻近结构物相互影响方面研究。E-mail:7761690@qq.com

    通讯作者:

    罗学东,男,1971年生,教授,主要从事地下建筑工程设计与施工等研究。E-mail:cugluoxd@foxmail.com

  • 中图分类号: U 455.43

Interaction Analysis of New Shield Tunnel Passing Through Existing Tunnel in Short Distance

  • 摘要: 为探究新建盾构隧道近距离侧穿既有隧道的相互影响,以武汉市轨道交通5号线盾构施工平行侧穿既有2号线区间工程为背景,使用FLAC3D软件建立了盾构隧道与既有隧道的数值模型,研究新建盾构隧道施工对既有隧道变形的影响规律,分析新建盾构隧道在列车动荷载作用下的拱顶变形特点,并结合现场监测数据进行了验证。研究结果表明:距离盾构开挖掌子面越近,既有隧道拱顶的变形速率越大,反之变形速率较平缓;既有隧道两侧水平变形呈现向隧道内凸的趋势,且靠近盾构隧道一侧的变形量远大于对侧,但两者变形量均在预警值范围内;盾构开挖时会引起既有隧道靠近盾构隧道一侧的水平变形增大,并在后续注浆步骤完成后略微减小,随后维持稳定;新建盾构隧道在既有地铁列车动荷载作用下拱顶变形量变化较小。

     

  • 图  1  两隧道平行段示意图

    图  2  新建隧道与既有隧道并行段数值模型

    图  3  新建隧道与既有隧道并行段模型正视图

    图  4  既有隧道竖向位移云图

    图  5  盾构施工对既有隧道不同位置处拱顶竖向变形影响曲线图

    图  6  既有隧道水平位移云图

    图  7  盾构隧道对既有隧道近侧水平变形影响曲线图

    图  8  盾构隧道对既有隧道远侧水平变形影响曲线图

    图  9  盾构隧道拱顶变形在施加动荷载前后对比图

    图  10  已运营2号线区间左隧道断面监测点布置图

    图  11  既有隧道拱顶监测点连续10天监测数据图

    图  12  数值模拟数据与监测数据对比图

    表  1  土层物理力学参数表

    土层名称重度/(kN·m−3弹性模量/MPa层厚/m黏聚力c/kPa内摩擦角/(°)泊松比
    1-1杂填土2046.229190.4
    1-2素填土18.563.34.612100.4
    3-1粉质黏土19.2312.421110.45
    3-1b粉质黏土夹粉土、粉砂18.422.5212100.45
    3-2a黏土2020.55.31460.45
    3-2黏土2013.53.21690.45
    3-4a粉质黏土18.8334.123120.45
    3-5粉细砂、粉土、粉质黏土互层18.943.556180.4
    4-1粉细砂18.6753.24300.35
    4-2粉细砂18.710584340.35
    20c-1强风化粉砂质泥岩21.521044.290300.35
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    表  2  几何不平顺取值表

    控制条件波长/m正矢/mm
    行车平稳性(Ⅰ)103.5
    动力附加荷载(Ⅱ)20.4
    波形磨耗(Ⅲ)0.50.08
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    表  3  列车相关参数表

    参数簧下质量/kg轴重/t车速/(km·h−1)
    取值7501680
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-12-21
  • 刊出日期:  2022-02-16

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