【摘 要】
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随着城市化进程逐步加快,城市面临的交通拥堵问题愈加严重,地铁因其占用地上空间少且方便高效,成为城市交通的发展趋势。由于地铁属于地下交通,开挖时部分区间会与上部交通发生相互交叉现象,且交叉施工会面临地基处理、相互扰动等工程问题。本文以福州地铁5号线盾构下穿在建福夏高铁为工程背景,针对软土地层小半径曲线盾构隧道下穿在建高铁交叉施工的特殊性,采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合的方法,通过对盾构掘进技
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随着城市化进程逐步加快,城市面临的交通拥堵问题愈加严重,地铁因其占用地上空间少且方便高效,成为城市交通的发展趋势。由于地铁属于地下交通,开挖时部分区间会与上部交通发生相互交叉现象,且交叉施工会面临地基处理、相互扰动等工程问题。本文以福州地铁5号线盾构下穿在建福夏高铁为工程背景,针对软土地层小半径曲线盾构隧道下穿在建高铁交叉施工的特殊性,采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合的方法,通过对盾构掘进技术、交叉施工对软土加固区影响、交叉施工相互影响等方面展开研究,主要成果如下:(1)双线隧道同向盾构掘进时,围岩竖向位移、地表沉降及混凝土支撑轴力增幅最大,而相向盾构掘进容易使土体产生挤压变形,使得土体部分区域发生隆起或沉降反弹现象。双线隧道采用先右线后左线的方式盾构掘进较合理,但如果工期较紧,可考虑两台盾构机之间错开足够安全距离进行双线同向盾构掘进。(2)隧道在不同埋深下盾构掘进时,随着埋深增大,围岩竖向位移及地表沉降呈明显减小的趋势。当隧道在埋深20m时,局部管片最大拉应力已经超过抗拉强度设计值,所以隧道埋深并不是越深越好,应综合隧道变形、衬砌应力等因素考虑。(3)随着路基填筑高度增加,围岩承受的上部荷载逐渐增大,使得围岩竖向位移及地表沉降逐渐增大,且混凝土支撑轴力增加量比其他工况明显。同时能够看出,隧道盾构掘进对路基应力影响较小,其大小主要由路基土体自重产生,且对路基和钢轨变形影响较小,路基和钢轨较大变形发生在远离桩板结构区域。所以桩板结构和外延过渡加强桩对上部结构的变形控制非常有效,但应加强隧道完工后期钢轨的变形监测。(4)不同工况下桩基整体较大位移集中在桩板结构的三排桩,两侧边桩整体位移较小,且桩底及其附近区域桩基整体位移很小。桩基所受应力为压应力,应力较大区域主要分布在桩中部及其附近,桩底应力较小。(5)实测数据中,隧道拱顶最大累计变形量为4.4mm,数值模拟结果为6.37mm,其控制值为20mm,理论值占控制值的31.85%;最大净空收敛实测值为3.6mm,而数值模拟结果为3.07mm,其控制值为12.8mm,实测值占控制值的28.13%,所以隧道整体变形量较小且在可控范围。
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