盾构隧道下穿既有地铁隧道安全距离的研究.pdfVIP

·设计研究 · 盾构隧道下穿既有地铁隧道安全距离的研究 陈俊林 (中铁工程设计咨询集团有限公司城交院 , 北京 　100055) 摘 　要 :新建盾构隧道从既有地铁隧道下方穿过时 ,在空间上 模型上部为地铁 4 号线 ,下部为展览馆西路盾构隧道 形成交叠关系 ,对既有隧道形成不利影响 ,需要对新 、旧隧道之 段 。两既有隧道水平相距 86 m ,两新隧道水平相距 间的安全距离进行确定 , 以保证既有隧道安全 。以北京市展览 12 5 m ,新隧道和既有隧道位置如图 2 所示 。 馆西路下穿地铁 4 号线工程为背景 ,利用大型有限元软件 AN SYS建立不同隧道净距条件下的三维有限元模型 ,通过模拟盾 构开挖过程 ,分析其应力和位移指标 ,在考虑采用注浆措施的 前提下 ,推荐交叠隧道的最小安全距离为 4 m 。 关键词 :交叠隧道 ; 安全距离 ; 盾构 ; 注浆 中图分类号 : U23 1　　文献标识码 : A 文章编号 : 1004 2954 (2009) 1　工程概况 新建隧道下穿既有地铁隧道的案例 目前国内外已 图 1　有限元模型 [ 1 ] 经有少量的工程报道 , 以北京市展览馆西路下穿既 　 有北京地铁 4 号线工程研究为背景 ,分析新建隧道与 既有地铁隧道之间的合理安全距离 。展览馆西路工程 南起车公庄大街 ,经由展览路西侧向北 ,至高梁桥路 , 是改善西直门地区地面交通状况的重要工程 。在地下 方案中新建地下段的 2 条隧道将下穿既有地铁 4 号线 西直门—动物园区间。新建的 2 条隧道拟采用盾构施 工 ,盾构隧道外径 12 5 m ,两隧道的净距为 12 5 m ,盾 图 2 　盾构隧道与既有隧道位置 构结构顶距 4 号线区间隧道净距初拟为 875 m 。 既有 4 号线隧道为单线双洞马蹄形断面 ,采用矿 　 计算中考虑新建隧道左 、右线纵向拉开施工距离 , 山法修筑而成 ,初支厚度为 03 m ,二衬厚度为 05 m 。 分次通过既有线区域 ,共设置了 40 个开挖步 ,其中 1 4 号线修建期间已考虑市政道路采用盾构下穿的可 ～20步模拟新建左线穿过该区域 , 2 1～40 步为新建右 能 ,考虑对初支底板下的地层进行注浆加固。开展计 线穿过该区域 。 算研究的目的 ,就是要通过计算分析确定竖向 875 m 2 2 　计算参数 隧道间距是否足够 ,有无进一步优化的可能 , 同时对注 计算中围岩及混凝土的物理力学参数参见表 1。 浆加固的范围进行检验 。 表 1　模型计算所用的地层和材料参数 E γ C φ 膨胀角 厚度 2 　计算模型及参数 材料名称 μ ( 3 ) ( ) ( ) /M Pa / N /m /M Pa / ° / ° /m 人工填土 15 03 18 500 0020 20 20 3 2 1　有限元模型 粉质黏