地铁隧道下穿既有线对线路结构的影响研究

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1、地铁隧道下穿既有线对线路结构的影响研究中铁上海工程局集团有限公司上海200000摘要:在城市人口不断增多的同时，越来越多的城市开始兴建地铁工程，并且出现了越来越多的在既有线路下穿的地铁隧道工程。浅埋隧道施工会导致土体出现扰动的情况，并且进一步引发上部的土体和周边土体的应力状态出现一定的变化，因为受到土层的不确定性、复杂性、周边环境、施工质量和施工技术等各个因素的影响，就会导致出现一系列的地表变形问题。下穿既有铁路的新建地铁隧道施工与新建工程的安全性、铁路的正常运营等都其有十分密切的关系，为此，必须要认真地分析和研究地铁隧道下穿既有线对线路结构的影响，从而确保线路结构的安全性。关键词：地铁隧道；

2、下穿既有线；线路结构；影响0.引言穿越城市的地铁隧道往往A有较浅的埋深，地表及其构筑物很容易受到隧道施工的不利影响。现在城市地下工程网络变得越来越发达，因此出现了较多的在既宥运背线路附近对隧道进行建设的工程。运营线路在被地铁隧道穿越之后一般只能够承受有限的变形数值，一旦变形高于这一数值，就有可能会引发非常严重的安全事故。因此如何能够对新建隧道的下穿施工进行有效控制，防止既有线路受到其扰动的影响，这是一个非常重要的问题。1.暗挖隧道施工导致的底层变形与移动由于暗挖隧道开挖导致的周围土体和地表的变形其有非常大的复杂性,围岩初始应力主要伍括两种力系，也就是构造应力和自重应力。在漫长的初始应力的作用下

3、围岩基木上都能够保持相对平衡和稳定的状态，而在掘进隧道施工的时候，己经被开挖的土体的部位逐渐丧失了约束，而且土体应力状态在隧道周围的一定范围内也出现了变化，在对应力进行调整的时候往往就会导致隧道周围的土体出现变化，并且导致砬力重新分布，逐渐的形成塑性二次应力状态、弹性二次应力状态。在不断推进掌子面的同时，围岩会具奋越来越长的囊漏吋间，因此其对周围地层也会产生越来越大的影响，在经过土体介质的不断地向上传递之后,就会达到地层的表面。自上而下是传递应力的路径，与没右开挖面吋的应力相比，开挖面前方土体以及附近土体周围具有更大的应力，并且进一步形成应力集中的现象。如果出现人于岩体屈服条件的周围岩体应力时

4、，就会导致周围的岩体逐渐地处于松弛或者塑性的状态，最终出现塑性的破坏、松弛或者滑移等现象［1】。土体的变形都是形成于拱顶，随后逐渐发展到地表，拱顶位置因为受到地应力和构造应力的影响会出现沉降的现象，而i不同深度的地层会出现变形，最终引发地表变形。如果在对其进行支护之后，继续变形的围岩会导致支护结构与之共冋变形，并且加大支护结构的约束阻力，其最终可以实现平衡状态，而且地层在沉降方面也会变得越来越平稳。1.既奋线路受到的隧道下穿施工的影响周围的地层会由于地铁隧道的修建而受到扰动，引发地表变形的情况，并II出现一定程度的沉降槽，最终使得周边的构筑物受到影响。因为上部交通荷载间歇性、动力特性以及路基结

5、构特殊性等因素，因此线路结构受到的新建隧道下穿运营线路的影响主要具有以下两个方面的特点：首先，由于线路结构从属于地表，因此与一•般地表相比，线路结构受到的影响具冇相同的规律。其次，与普通地表相比，线路结构会受到上部荷载的作用，然而作为一个完整的结构体，线路结构本身具有一定的整体性，所以需要对既奋线路受到的隧道下穿的影响进行分析和研究，并II进一步地总结其导致的沉降变形规律［2］。2.1邻近设施受到的地层变形的影响围岩的应力状态由于隧道施工而发生了变化，并且进一步导致地层出现变形和移动的现象，与土体在附加应力和自重应力作用下的变形相比，由于隧道施工而导致的土体变形不管是在空间位置方面，还是在沉降

6、速率方面都存在着一定的特点。由于在很短的时间内地表可能会出现较大的变形，因此邻近设施很容易受到这种较大沉降速率导致的变形的影响。建筑物的安全因素会受到隧道施工导致的地表变形和沉降的显著影响，比如地层变形的大小、性质、建筑物所在的位置、建筑物的结构和基础、地层特征等都与建筑物遭受损害的程度具奋十分密切的关系［3］。建筑物受到的隧道施工导致的地层变形的影响主要包括两种，也就是直接损害和间接损害：一些建筑物本身处于隧道开挖的主要影响半径内，因为土体在主要的影响半径内会形成非常大的变形，因此很容易导致建筑物设施出现不均匀沉降、倾斜等损害，这就使是所谓的直接开挖损害；一些建筑物处于隧道开挖的主要影响半径

7、外，但是隧道施工本身就会导致出现某种程度的损害，比如开挖导致的地下水出现的大范围的变化，这就是所谓的间接损害，间接损害基本上都与地层条件和隧道施工的方法具有密切关系。2.2铁路受到的隧道施工的影响路行车的基础就是轨道结构（见下表1），其属于一个具有较高复杂性的系统，铁路受到的隧道下穿施工的影响主要包括两个方面，一方面是引发线路不平顺性，另一方面是形成道床变形。首先，线路不平顺性：路地面会由于隧道下