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第５０卷第７期山西建筑Ｖｏｌ．５０Ｎｏ．７

·１５４·２０２４年４月Ａｐｒ．２０２４

ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ

１０．１３７１９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－６８２５．２０２４．０７．０３７

ＤＯＩ：

新建暗挖隧道下穿既有铁路Ｕ型槽的施工影响研究

霍永鹏

（中国铁路设计集团有限公司，天津３００３０８）

摘要：为了给涉铁工程的设计施工提供参考，基于北京市某电力隧道下穿丰沙铁路Ｕ型槽结构的工程案例，建立“土体－Ｕ

型槽结构－电力隧道”三维数值模型，计算并分析新建电力隧道施工对既有铁路轨道及Ｕ型槽结构的变形影响，研究表明铁

路轨道沉降最大值为－３．５９２ｍｍ，水平位移最大值为３．４９６ｍｍ；Ｕ型槽沉降最大值为－３．９７４ｍｍ，水平位移最大值为

４．１４２ｍｍ，可满足安全要求，并进一步提出必要的工程措施建议。

关键词：电力隧道；Ｕ型槽；数值模拟；下穿铁路；结构变形

中图分类号：ＴＵ９４３．９文献标识码：Ａ１００９－６８２５（２０２４）０７－０１５４－０４

文章编号：

０引言槽底板最近６．５８ｍ。

随着我国市政工程建设的持续推进和铁路运营里程２模型建立

的增长，与既有铁路交叉的施工建设需求日益增多，邻近为模拟电力隧道及竖井开挖对既有铁路的影响，消

铁路施工对既有铁路结构的影响有着重要的研究价值。除边界效应，土体模型长度方向（Ｘ向）的尺寸取１００ｍ，

许多学者对隧道下穿既有铁路作了研究［１－５］，但对下穿宽度方向（Ｙ向）的尺寸取１００ｍ，高度方向（Ｚ向）取

Ｕ型槽结构的研究较少。本文通过建立“土体－铁路Ｕ４０ｍ。

型槽－电力隧道”三维数值模型，计算并分析新建电力隧模型中，竖井临时横撑、竖井钢格栅围护结构、铁路

道施工对既有铁路轨道及Ｕ型槽结构的变形影响，得出轨道采用梁单元，隧道二次衬砌和竖井井壁采用板单元，

的结论与建议可为类似工程作参考。其余结构和土层均采用实体单元模拟。有限元模型示意

图如图１所示。

１工程概况

北京市定南电力隧道于下穿丰沙铁路Ｕ型槽路堑

段，拟建场地表层为杂填土，其下为一般第四纪冲洪积松

散土层，主要由粉土、细砂、粗圆砾土组成，分布较均匀，

地下水埋深１５．７０ｍ～１６．９０ｍ。既有铁路Ｕ型槽结构

净宽１１．２ｍ，挖深６ｍ，两侧设置防护桩，桩间距为

１．２ｍ，桩长１２ｍ，边墙和底板均采用Ｃ３５防水钢筋混凝

土浇筑。

新建电力隧道采用浅埋暗挖法施工，隧道净宽为

２．６ｍ，净高２．９ｍ，断面全宽３．８ｍ，总高度为４．１ｍ，其

中拱部矢高０．６５ｍ。初期支护采用Ｃ２５喷射混凝土，二

衬采用模筑Ｃ４０防水混凝土。

在铁路北侧开挖竖井，从竖井内向南穿越铁路，穿越