双线盾构顺序下穿铁路箱涵的实例研究.pdf

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1、第44卷第3期太原理工大学学报VoI．44No．32013年5月JOuRNAIOFTAIYUANUNIVERSITY0FTECHN0L0GYMay2013文章编号：1007—9432(2013)03—0373—05双线盾构顺序下穿铁路箱涵的实例研究李涛，刘波，朱连华，窦海洋，陈慧娴，王昕鹏(中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京100083)摘要：以北京市轨道交通6号线某区间盾构隧道工程实例为背景，对该工程进行数值模拟，分析了先后盾构掘进两条平行隧道对地表沉降的影响，以及顺序盾构掘进对既有铁路箱涵沉降的

2、影响；结合现场实测结果，获得了双线盾构顺序穿越铁路箱涵过程中地表沉降的变化规律。结果表明：顺序掘进两条平行隧道时，地表沉降量最大值出现在两条隧道中心线偏向后行隧道约D／2的位置；后掘进隧道盾尾建筑空隙产生的沉降比小于先行掘进隧道；双线隧道顺序下穿铁路箱涵使箱涵本身的沉降曲线出现两次较为明显的沉降段和稳定段；实例分析证明，数值模拟方法和控制措施合理有效，有一定的实用价值。关键词：双线盾构；铁路箱涵；数值计算；现场监测中图分类号：TU433文献标识码：A在城市地下铁路建设中，盾构法具有施工速度实用价值。快、环境扰

3、动小、掘进不受地形限制、适用地层土质1工程概况范围广等优点，因而得到广泛应用。目前，由于盾构施工自身特点及施工技术水平，地层沉降尚无法避本工程为北京地铁6号线盾构隧道下穿既有铁免，只能控制。当地层位移过大，势必会影响地表建路箱涵，如图1所示。筑物及地下其他设施的安全及使用，特别是在各种N4}-i强3建筑物、地下管线、市政道路等密集地段修建地铁，，，臣潜在危险性更大，据此地铁施工诱发的地层沉降引，／箱涵起了专家学者的高度重视¨1]。针对地铁隧道施工引盾构推进方向一／／，／起地层位移变形问题，国内外研究人员做了大

4、量工，一一．．．．⋯●●t}*／作，归纳起来大致有Peck法]、随机介质法_3]、数／，，●d二：。l‘二’‘l，二一值模拟法、现场监测。。。。等。其中，数值模拟和⋯．一_一=__-善覆．_泞__一一现场监测可以结合施工情况对具体问题进行具体分⋯二_-=_二·一一_-一⋯D3D4析，并可根据监测结果进行反分析，从而确保工程施图1盾构隧道和铁路箱涵相互关系图工的安全。因而，数值模拟和现场监测相结合的方双线隧道采用先后盾构的方式进行，先施工右法是一种较为适用的方法。线，后施工左线，两条线路都从西向东进行掘进。既笔

5、者以北京地铁6号线某区间双线盾构隧道顺有的铁路位于箱涵之上，箱涵分东西两部分箱体，两序下穿既有铁路箱涵的工程为背景，采用数值仿真箱涵间距离为3．77m，为钢筋混凝土结构，采用预制分析和现场实测的方法，对双线盾构推进过程中周顶进行施工，外包尺寸43．15m×7．8m×31．06m，围土体的两次扰动影响问题，以及双线盾构施工对箱涵底板厚1．05m，侧墙厚1．05m，顶板厚1．0m。既有铁路箱涵的影响问题进行了研究，并实例分析两箱涵间距离为3．77m，箱涵的南北两侧局部设置了铁路箱涵加固措施的科学性、有效性，具有一

6、定的护坡桩，桩长为14m，桩上设置了29m长的锚索。收稿日期：2012—12-05基金项目：国家自然科学基金资助项目(50974126)；博士点基金新教师类项目(2O1Ooo2312ooO3)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(2009Q102)作者简介：李涛(1981一)，男，河南新郑人，博士，讲师，主要从事岩土工程、城市地下工程方面的研究，(E—mail)litaocumtb@163．corn374太原理工大学学报第44卷上面现有5条南北向铁路线，铁轨轨距为1．415m，轨土层、粉细砂层、圆砾层、中粗砂

7、层、粉质黏土层、黏枕间距55cm。隧道中心埋置深度23．5m，盾构外径土层、粉土层。在铁路箱涵范围隧道穿越地层上半为6150mm，最大推进速度10cm／min，最大推力为部为圆砾卵石层，下半部为粉质黏土层。计算模型38500kN，最大扭矩为5620kN·m。区域水文地质的物理力学参数见表1，管片、建筑物基础的力学参勘测资料表明，本段线路赋存三层地下水，分别为上数见表2。层滞水、潜水及层间水。近3～5年最高水位标高表1岩土材料的物理力学参数31．00m，为上层滞水。序号土层密度P体积模量剪切模量粘聚力内摩擦角土

8、层厚度名称／(kg·m。)E／MPa／MPac／kPa／(。)h／rnl填土19004．632．1210．012．022数值计算2粉质黏土20205．201．8223．924．872．1计算模型3粉细砂200010．155．23O16．854圆砾20109．174．23O30．O2采用有限差分软件FLAC∞进行分析，模型尺5中粗砂20109．24．3012．31寸可基本消除边界效应带来的影响。FLA