浙江大学学报(工学版), 2021, 55(2): 330-337 doi: 10.3785/j.issn.1008-973X.2021.02.013

土木工程、交通工程

上跨拟建隧道的地下综合管廊预保护效果

崔允亮,, 李志远, 魏纲, 陈江, 周联英

1. 浙大城市学院 土木工程系,浙江 杭州 310015

2. 绍兴文理学院 土木工程学院,浙江 绍兴 312000

3. 浙江交工集团股份有限公司,浙江 杭州 310051

Pre-protection effect of underground comprehensive pipe gallery over proposed tunnel

CUI Yun-liang,, LI Zhi-yuan, WEI Gang, CHEN Jiang, ZHOU Lian-ying

1. Department of Civil Engineering, Zhejiang University City College, Hangzhou 310015, China

2. Civil Engineering College, Shaoxing University, Shaoxing 312000, China

3. Zhejiang Communications Construction Group Co. Ltd, Hangzhou 310051, China

收稿日期: 2020-03-22  

基金资助: 国家自然科学基金资助项目(51808493);浙江省自然科学基金资助项目(LGF20E080007);浙江交工集团股份有限公司科研资助项目

Received: 2020-03-22  

Fund supported: 国家自然科学基金资助项目(51808493);浙江省自然科学基金资助项目(LGF20E080007);浙江交工集团股份有限公司科研资助项目

作者简介 About authors

崔允亮(1984—),男,副教授,博士,从事软土地基土与结构相互作用研究.orcid.org/0000-0002-0965-2385.E-mail:cuiyl@zucc.edu.cn , E-mail:cuiyl@zucc.edu.cn

摘要

针对地下综合管廊上跨拟建地铁隧道施工的情况,为了减少盾构施工对管廊的影响,在地下综合管廊施工时采取对管廊结构的预保护措施. 采用分布式光纤监测盾构施工对管廊结构的影响,并采用数值模拟手段分析不同预保护方案下盾构施工对管廊竖向位移的影响. 监测和分析结果表明:设置坑底加固联合减沉桩的预保护措施能有效控制盾构隧道施工对地下综合管廊变形的影响,预保护效果显著. 采用坑底加固可以有效减小管廊两端位移差;减沉桩的布桩方式对管廊沉降控制效果有重要影响;双线盾构隧道施工导致的管廊最大沉降发生在双线隧道之间部位,避开盾构线路在单节管廊两端和双线盾构隧洞之间部位设置减沉桩对管廊的保护效果更佳.

关键词: 盾构隧道 ; 预保护 ; 数值计算 ; 分布式光纤 ; 沉降 ; 地下综合管廊

Abstract

For the construction of the pipe gallery across the proposed subway tunnel, pre-protection measures for the pipe gallery structure were taken during the construction of the pipe gallery in order to reduce the impact of shield construction on the underground comprehensive pipe gallery. Distributed optical fibers were used to monitor the influence of shield construction on the pipe gallery structure. Numerical simulation method was used to analyze the influence of shield construction on the vertical displacement of the pipe gallery under different pre-protection schemes. Monitoring and analysis results show that the pre-protection measures of bottom reinforcement and anti-sinking piles can effectively control the influence of shield tunnel construction on the underground comprehensive pipe gallery, and the pre-protection effect is significant. The bottom reinforcement can effectively reduce the displacement difference between the two ends of the pipe gallery. The pile arrangement has an important influence on the settlement control effect of pipe gallery. The maximum settlement of the pipe gallery caused by the construction of the double-line shield tunnel occurred between the two lines. Better protection effect can be achieved by setting anti-sinking piles under two ends of single pipe gallery and between double-line tunnels, avoiding the path of shield tunnels.

Keywords: shield tunnel ; pre-protection ; numerical simulation ; distributed optical fiber ; settlement ; underground comprehensive pipe gallery

PDF (1426KB) 元数据 多维度评价 相关文章 导出 EndNote| Ris| Bibtex  收藏本文

本文引用格式

崔允亮, 李志远, 魏纲, 陈江, 周联英. 上跨拟建隧道的地下综合管廊预保护效果. 浙江大学学报(工学版)[J], 2021, 55(2): 330-337 doi:10.3785/j.issn.1008-973X.2021.02.013

CUI Yun-liang, LI Zhi-yuan, WEI Gang, CHEN Jiang, ZHOU Lian-ying. Pre-protection effect of underground comprehensive pipe gallery over proposed tunnel. Journal of Zhejiang University(Engineering Science)[J], 2021, 55(2): 330-337 doi:10.3785/j.issn.1008-973X.2021.02.013

随着地下工程建设的迅速发展,地下综合管廊与地铁隧道上下叠交的近接施工工程大量涌现,近接施工影响问题凸显. 针对盾构隧道施工对邻近地下结构的影响问题及变形控制,许多学者通过现场监测、数值模拟以及理论计算等方式研究盾构隧道施工对邻近既有隧道的影响. 王立新等[1]针对不同盾构开挖与既有线的竖直距离结合实测分析既有地下隧道的受力及位移规律. 张晓清等[2-4]采用数值模拟方法研究不同穿越方式、不同交叉角度下盾构施工对既有隧道的影响. 在理论方面,国内外学者对既有线的竖向位移、管片变形及围压等建立了计算方法[5-7]. 张琼方等[8-9]针对盾构下穿施工的现场监测数据进行分析,得到从不同角度穿越时对既有线的沉降影响规律. 一些学者为了控制盾构施工对邻近地下结构影响提出了对既有地下结构的保护措施. 陈仁朋等[10]研究MJS水平桩在盾构下穿既有隧道时对既有线的保护效果. 邓如勇等[11]通过对掌子面压力及注浆压力参数的控制将河堤的沉降控制在合理范围以内. 刘方等[12]针对大直径泥水盾构下穿既有地铁隧道的施工工况,使用小导管注浆的加固方法保证了地铁的正常运营. 陈晓伟等[13]通过在盾构穿越前在盾构拱顶进行注浆加固有效控制箱涵沉降差.

以前城市规划落后于地下工程建设,在地下工程施工时往往不考虑后续工程,后期在既有地下结构运营过程中如果遇到近接盾构隧道施工,再采取注浆加固、打隔离桩及盾构施工参数实时调控等措施对既有工程进行保护. 随着城市规划水平的提高,可以对越来越多的地下近接工程预先采取保护措施. 本研究针对在建地下综合管廊上跨拟建地铁隧道的情况,即上方地下综合管廊先施工下方地铁隧道后施工的情况,提前在管廊施工时即采取预保护措施. 国内目前鲜见类似的工程实例及学术研究. 针对上跨拟建隧道的地下综合管廊预保护方案和预保护效果亟须深入研究.

另外,现阶段国内基于分布式光纤对于隧道的监测多集中于盾构管片变形和沉降监测上[14-15],在现浇地下综合管廊的变形监测方面应用较少. 由于现浇地下综合管廊为整体浇筑而成,管廊结构的受力特征和变形规律与盾构隧道有较大差别. 为了验证分布式光纤的适用性,本研究将分布式光纤应用于地下综合管廊变形监测.

依托杭州市富阳区地下综合管廊工程进行研究,规划的杭富城际铁路高教路站至富春站盾构隧道将下穿在建的富阳地下综合管廊,为了减轻地下综合管廊受盾构隧道施工的影响,首次在地下综合管廊建设时采用减沉桩联合旋喷桩加固预保护措施,并针对预保护方案进行详细的光纤监测和数值分析研究,为类似工程提供借鉴.

1. 工程概况

1.1. 工程背景

杭州市富阳区地下综合管廊与杭富城际铁路盾构隧道相对位置关系如图1所示. 管廊设计外框尺寸为10.3 m×4.6 m,埋深为3.85 m,标准断面采用双舱断面形式(电力舱+水信舱),内部尺寸为9.3 m×3.6 m(长×高),其中电力舱内部尺寸为2.9 m×3.6 m(长×高),水信舱内部尺寸为6.1 m×3.6 m(长×高),管廊结构混凝土强度为C35. 盾构隧道拱顶距管廊底板竖向平均距离为9.50 m,距离地面竖向平均距离为17.95 m. 双线盾构隧道平行,中心线间距为14.3 m,管片内径5.5 m,外径6.2 m,壁厚0.35 m,环宽1.2 m,管片混凝土强度为C50. 管廊被盾构隧道下穿的段落为管廊的拐弯段,该段落桩号为K2+805~K2+833. 管廊主体结构采用明挖顺筑法施工,为了避免拟建盾构隧道在后期施工时对上部管廊造成影响,在上跨拟建隧道段的管廊地基采用水泥质量分数为8%的旋喷桩满堂加固,加固层厚度为4.0 m,并在管廊穿越段两端分别设置2根桩径1.0 m桩长17.0 m的抗拔减沉桩,避免盾构开挖导致的管廊结构竖向变形超过《城市地下综合管廊运行维护及安全技术标准》[16]中10 mm预警值.

图 1

图 1   管廊与盾构隧道位置关系

Fig.1   Positional relationship between pipe gallery and shield tunnels


1.2. 工程地质条件

杭州位于钱塘江下游、长江入海口西南部的山地与平原交接地带,钱塘江两岸浅表覆盖15~20 m 厚的粉土、粉砂层,钱塘江以外堆积平原浅表主要以软土为主. 杭州既有高灵敏度低强度的软土,又有强度高埋深浅的基岩,同时又有渗透性大且与钱塘江相通的粉土粉砂. 根据勘察资料,本工程的各土层分布及物理力学性质指标如表1所示. 表中,T为各层土体厚度,γ为材料重度,e为土层孔隙比,IP为土体塑性指数,w为土体中水的质量分数.

其中②黏土层和③淤泥质粉质黏土层及④淤泥质黏土层主要呈流塑状,具有低强度、高压缩性,有较明显的蠕变、触变特性,在场地内分布较为广泛,管廊和盾构隧道主要处于这3层软弱土中,土层性质对管廊变形影响较大. 地下水位线位于埋深3.0 m处.

表 1   各土层物理性质参数

Tab.1  Physical property parameters of each soil layer

土层 T/m γ/(kN·m−3 e IP/% w /%
① 填土 2.3 17.5 34.0
② 黏土 3.6 17.8 0.915 18.9 30.0
③ 淤泥质粉质黏土 3.6 16.7 1.168 14.3 40.7
④ 淤泥质黏土 6.9 16.2 1.327 19.1 49.0
⑤ 圆砾 6.3 20.5 14.6
⑥ 全风化花岗岩 15.1 19.5
⑦ 中风化花岗岩 12.2 22.0

新窗口打开| 下载CSV


1.3. 分布式光纤监测方案与结果

分布式光纤具有植入方便,受外界影响小,测试距离不受限制以及获取数据方便等优点,在地下工程监测中较有优势. 本研究采用分布式光纤对管廊进行监测,并利用分布式光纤应变分析解调仪对光纤监测应变数据进行处理. 所采用的分布式光纤是混凝土表贴式G652B单模紧包光缆,光缆载面直径为0.9 mm. 由图1可见,分布式光纤从管廊桩号K2+805处引入接线盒铺设于电力仓中线顶板至K2+833,在K2+833处回转并铺设于管廊底板,在K2+805处引出至接线盒,管廊结构及分布式光纤布置方案如图1所示.

为了使光纤与管廊贴合良好,管廊侧壁和顶部光纤采用黏贴方式,在管廊底板开挖沟槽并清理,然后埋设分布式光纤,最后使用水泥砂浆封填,光纤布置与监测如图2所示.

图 2

图 2   光纤布置与监测

Fig.2   Optical fiber layout and monitoring


待管廊主体结构施工完成后,在盾构隧道穿越本段落之前进行第1次光纤监测得到初始应变,盾构隧道穿越本段落管廊后对管廊进行第2次监测,第2次监测结果与初始应变的差值用来反映盾构施工的管廊的影响. 以管廊端部为基准点,假设基准点处管廊挠度为0,基准点沉降为现场水准实测值,根据材料力学[17]相关理论,可以根据应变数据求解管廊的竖向位移:

$y(x) = - \frac{2}{h}\iint {\varepsilon (x){\rm{d}}x{\rm{d}}x + Cx + D.}$

式中: $ x $为距离固定端边界的距离;εx)为上、下光纤应变差;h为光纤至管廊中性轴间距;CD为根据边界条件所确定的常数,边界条件为管廊两端基准点沉降监测值.

盾构穿越后监测结果与初始应变的差值如图3所示. 图中,d为监测点距K2+805断面的距离,μ ε为微应变. 将图3数据代入式(1),可以得出监测段内管廊竖向位移.

图 3

图 3   盾构穿越后光纤监测应变差

Fig.3   Strain difference of optical fiber monitoring after shield crossing


2. 有限元模型建立与验证

2.1. 模型与材料参数

土体采用摩尔-库伦本构(Mohr-Coulomb,MC)模型及硬化土(hardened soil,HS)模型进行模拟,通过地勘信息及文献[18]~[20]可以得到数值模拟所需要的硬化土模型参数,第1、5、6、7层使用摩尔库伦本构模型进行模拟,第2、3、4层基于软土特性采用HS模型进行模拟,HS模型增加了卸载再加载模量、割线模量及切线刚度等参数,且能考虑土体硬化特征、应力路径,可以用于模拟多种土体的破坏变形行为,在计算中可以得到更为合理的变形结果,在软土计算中更为适用[19],模型参数如表2所示. 表中,E为弹性模量, $E_{50}^{{\rm{ref}}}$$E_{{\rm{oed}}}^{{\rm{ref}}}$$E{}_{{\rm{ur}}}^{{\rm{ref}}}$分别为硬化土模型中的割线模量、切线刚度、卸载模量,m为应力相关幂指数,R为失效率,c为土体黏聚力, $\varphi $为土体内摩擦角,μ为泊松比.

减沉桩采用一维梁单元进行模拟,盾壳采用二维单元进行模拟,管廊及加固层采用三维实体单元进行模拟,根据施工阶段改变材料的属性来模拟注浆层及盾构管片. 考虑实际工程中管廊为分段浇筑,各段管廊间均有变形缝,本模型通过设置界面单元模拟管廊变形缝. 为了模拟管廊及盾壳与地基之间的摩擦行为及相对位移,在管廊及盾壳结构单元与土体单元之间设置界面单元.

表 2   土体模型参数

Tab.2  Soil model parameters

土层 本构模型 E /kPa $E_{50}^{{\rm{ref}}}$ /kPa $E_{{\rm{oed}}}^{{\rm{ref}}}$ /kPa $E_{{\rm{ur}}}^{{\rm{ref}}}$ /kPa m R $ c $ /kPa $ \varphi $ /(°) e $\;\mu$
MC 9000 0 12.0 0.93 0.30
HS 4830 4830 33810 0.73 0.58 20.0 11.0 0.92 0.30
HS 4140 4140 28980 0.85 0.79 15.0 14.0 1.20 0.30
HS 3780 3780 26460 0.68 0.93 12.0 11.5 1.20 0.30
MC 72000 3.5 40.0 0.80 0.28
MC 38400 20.0 30.0 0.80 0.28
MC 90000 50.0 30.0 0.80 0.28

新窗口打开| 下载CSV


各结构模型参数如表3所示. 表中,Ø为外径,t为厚度. 管廊与盾构隧道有限元模型如图4所示. 采用上述模型分析盾构隧道施工对地下综合管廊主体结构的影响. 盾构下穿地下管廊有限元模型模拟工序如下:1)激活土体单元、管廊及预保护对应的预保护结构;2)地应力平衡并位移清零;3)模拟盾构施工开挖过程,先左线挖通后开挖右线,左、右线开挖面间距为36 m,单次开挖2环2.4 m. 其中,盾壳与土体摩擦力32.5 kPa、盾构掘进面推力150.0 kPa以及盾尾注浆压力25.0 kPa使用均布面压力来等效设置,考虑到盾构机的实际长度,在开挖面后1~6环设置盾壳,7~12环更改盾壳属性为盾尾注浆层并附加注浆压力.

表 3   结构尺寸及材料参数

Tab.3  Structure dimension and material parameters

结构 尺寸/mm γ/(kN·m−3 E /MPa $\;\mu$
盾构管片 Ø=6200 25.4 34500 0.23
管廊 t=300、500 25.0 31500 0.23
减沉桩 Ø=850 24.1 29500 0.23
注浆层 t=100 23.8 1000 0.30
盾壳 t=100 78.0 250000 0.20
加固层 t=4000 20.0 200 0.30

新窗口打开| 下载CSV


图 4

图 4   盾构隧道与既有管廊的位置关系

Fig.4   Position relationship between shield tunnel and existing pipe gallery


2.2. 模拟结果与模型验证

提取分析所得管廊结构竖向位移与实际分布式光纤监测结果进行对比. 现场实测数据与数值模拟结果如图5所示. 图中, $ \delta $为竖向位移. 可以看出,在盾构双线穿越后,管廊中间部位产生一定的竖向位移,竖向位移中间大两端小,位移曲线呈鱼肚形,水准实测数据和光纤监测数据沉降曲线均围绕数值模拟结果上下波动,数值模拟沉降与水准实测值相比平均误差为0.5%,误差的方差为0.176,吻合度基本满足要求. 说明有限元模型建立较为合理,能够较为准确地模拟实际工程. 图5(a)中28 m处出现最大误差,是实测累计误差导致的. 依据《城市地下综合管廊运行维护及安全技术标准》[16]中运营地下综合管廊10 mm的竖向位移控制标准,盾构隧道穿越导致的管廊竖向位移较小,说明工程所采取的预保护方案取得了较好的效果.

图 5

图 5   盾构通过后管廊竖向位移

Fig.5   Vertical displacement of pipe gallery after shield passing


3. 不同预保护方案控制分析

3.1. 有限元分析工况

为了研究不同的预保护方案在盾构隧道穿越时对管廊沉降的控制效果,设置如表4所示的6种工况. 其中工况5、6不仅在管廊两端各设一排减沉桩,还在双线盾构之间位置设置2排减沉桩,如图6所示.

表 4   预保护结构分析工况设置

Tab.4  Working conditions setting of pre-protection structure

工况 坑底加固 减沉桩 备注
1 无预保护措施
2 管廊两端设桩 实际工程方案,桩布置方式见图1
3 管廊两端设桩 仅在两端设桩
4 仅坑底加固
5 桩布置方式见图6
6 桩布置方式见图6

新窗口打开| 下载CSV


图 6

图 6   工况5、6减沉桩设置示意图

Fig.6   Schematic diagram for setting of anti-sinking piles under conditions 5 and 6


3.2. 不同预保护方案对管廊沉降控制效果分析

3.2.1. 减沉桩对控制效果分析

工况1无桩、工况3管廊两端设桩和工况5两端和中间均设桩3种工况下管廊沉降曲线对比如图7所示.

图 7

图 7   不同布桩方式的管廊沉降示意图

Fig.7   Sketch map of pipe gallery settlement with different pile arrangement


图7(a)可以看出,在工况1、3、5中,在盾构双线贯通后管廊的竖向沉降分别为24.10、5.18、3.14 mm,其中工况1远超10 mm的预警值,而工况3、5最大沉降仅为工况1的21.5%、13.0%,说明工况3管廊节段两端设置减沉桩和工况5管廊两端及双线盾构之间均设置减沉桩对管廊沉降控制效果显著. 如图7(b)所示为考虑右线盾构滞后左线盾构施工情况下工况3与工况5的沉降对比图. 在左线贯通后,盾构左线上方管廊产生比右线处更大的沉降,管廊不均匀沉降可能会造成变形缝破坏或结构损伤,工况5由于在2条线路中间位置也设桩,不均匀沉降相对于工况3较小,说明在双线盾构之间设桩有利于控制不均匀沉降. 在双线贯通后管廊沉降趋于均匀,工况5由于多设桩基,整体沉降较工况3小,控制效果明显优于工况3. 由此可见减沉桩在管廊预保护中起到重要作用,通过将管廊自重传递到深层地基,桩基可以有效抵御盾构施工影响. 布桩方式对管廊沉降控制效果有重要影响,对于管廊上跨拟建盾构隧道的情况,可以避开盾构线路均匀设桩,盾构双线之间设1~2排桩基可以减少盾构左、右线不同步穿越引起的不均匀沉降.

3.2.2. 坑底加固对管廊控制效果分析

软土地基管廊工程通常对地基进行旋喷桩加固,为了分析加固层对管廊控制效果的影响,将工况1坑底无加固与工况4仅采用坑底加固的管廊沉降情况进行对比,结果如图8(a)所示;工况3、4、5管廊沉降情况对比如图8(b)所示.

图 8

图 8   坑底加固与其他工况沉降对比

Fig.8   Comparison of settlement of foundation reinforcement with settlement of other working conditions


图8(a)可以看出,相对于工况1的无坑底加固,进行了坑底加固的工况4在管廊整体沉降上控制效果明显,在管廊预保护时进行坑底加固,管廊沉降仅为无保护条件下的19.3%,保护效果较好. 管廊自身因为整体浇筑的原因整体刚度远大于盾构管片,变形特征与地铁盾构隧道有较大区别,两端过大的沉降差,会引起管廊变形缝破坏造成渗漏水而影响正常运营. 图8(b)对比坑底加固与坑底设桩的控制效果,结果表明,相对于单独设置减沉桩的工况5,工况4整体沉降略大,但管廊沉降曲线更加平稳,管廊两端沉降差仅为0.55 mm,远小于工况3、5的沉降差. 这是由于软土如果土质过差,土层承载力过低,减沉桩虽然能有效减少整体沉降,但没有坑底满堂加固更利于控制不均匀沉降. 采用坑底满堂加固的方法使得下方土体弹性模量增大,管廊底板受力更加均匀,可以有效减小管廊发生剪切破坏的几率.

3.2.3. 坑底加固联合减沉桩控制效果分析

为了对坑底加固联合减沉桩预保护方案进行优化,研究坑底加固与减沉桩组合使用方式对上跨管廊的影响,对比工况2、3、5、6工况下管廊的沉降变形,分析不同预保护组合形式对上跨管廊的影响,得到管廊光纤监测处沉降曲线如图9所示.

图 9

图 9   不同预保护方法沉降对比

Fig.9   Comparison of settlements of different pre-protection methods


可以看出,在不同工况下管廊的竖向位移曲线变化趋势基本相同,但工况2、6在工况3、5基础上进行了坑底加固后对于管廊的沉降控制产生了更好的效果,使得管廊的最大沉降仅为4.18、2.23 mm,相较于工况3与工况5的竖向沉降分别减少18.4%、19.3%,可见坑底加固作用明显,在软土地基管廊保护工程中不可或缺. 工况6对实际工程方案工况2进行了优化处理,不仅在管廊节段两端设桩,还在双线盾构隧道之间设置了2排减沉桩,减沉桩能有效减少整体沉降,最大沉降仅为2.14 mm,并且对双线盾构不同步穿越时引起的不均匀沉降有较好的控制效果,推荐在类似工程中推广应用工况6的预保护方案.

3.3. 地表沉降分析

地表沉降监测断面布置如图1所示. 如图10所示为工况2(实际工程方案)中盾构双线穿越地下管廊后各监测断面竖向位移曲线. 图中,d′为监测点距K2+833断面的距离. 可以看出,由远离上跨段管廊的断面6至管廊上方断面1,地表最大沉降由9.71 mm逐渐减小至6.97 mm,整体曲线呈现中间大两端小的趋势. 由此可见,在双线盾构穿越时最大沉降仍然出现在2条隧道之间,在管廊保护时在2条隧道中间采用旋喷加固或者设置减沉桩是必要的.

图 10

图 10   各监测断面地表沉降

Fig.10   Surface settlement of each monitoring section


各监测断面的沉降曲线在K2+805侧与K2+833侧表现出2种不同的趋势,在K2+805侧监测点临近管廊非穿越段,各监测断面沉降曲线收敛于一点,而在K2+833侧地表距离管廊越远沉降越大. 这是由于K2+805侧周围地层受到邻近管廊结构的约束作用. K2+833侧监测点处无管廊,土体位移不受管廊的约束作用.

4. 结 论

针对地下管廊上跨拟建盾构隧道的情况提出管廊的预保护方案,采用分布式光纤监测盾构施工对管廊的影响,建立三维有限元模型模拟不同预保护方案对管廊的控制效果.

(1)采用坑底加固联合减沉桩的预保护措施有效控制了盾构施工对管廊沉降的影响,管廊穿越节段最大沉降为4.18 mm,不均匀沉降为0.55 mm,保护效果显著. 坑底加固可以有效减少管廊不均匀沉降和整体沉降,在软土地基管廊保护中尤其重要.

(2)双线盾构隧道施工导致的管廊最大沉降发生在双线隧道之间部位,地表沉降也呈现中间大两端小的显著特征,减沉桩的布桩方式对管廊沉降控制效果有重要影响,对于管廊上跨拟建盾构隧道的情况,预保护减沉桩应避开盾构线路,在管廊节段两端和双线盾构隧道之间部位同时设桩可以更有效地保护管廊.

(3)当双线盾构隧道不同步推进时管廊两端不均匀沉降明显,须采取合适的预保护措施控制不均匀沉降,在双线隧道之间部位设置坑底加固和减沉桩对双线隧道不同步穿越引起的不均匀沉降具有较好的控制效果.

(4)采用在管廊内壁黏贴分布式光纤的方式可以准确监测管廊结构应变,通过对结构顶部和底部光纤的应变差积分可以计算管廊位移,便于从管廊内部对已完工管廊结构进行变形监测.

(5)在本研究盾构施工有限元模拟中采用模量折减法考虑管片接缝影响,未对管片模型进行精细化模拟,也没有研究盾构施工参数对管廊变形的影响,这些是值得进一步研究的方向.

参考文献

王立新, 汪珂, 李储军, 等

黄土地区地铁盾构隧道近距离下穿既有线影响规律及控制标准研究

[J]. 铁道标准设计, 2019, 63 (10): 124- 130

[本文引用: 1]

WANG Li-xin, WANG Ke, LI Chu-jun, et al

Study on the influence law and control standard of metro shield tunnel in loess Area

[J]. Railway Standard Design, 2019, 63 (10): 124- 130

[本文引用: 1]

张晓清, 张孟喜, 李林, 等

多线叠交盾构隧道近距离穿越施工扰动机制研究

[J]. 岩土力学, 2017, 38 (4): 1133- 1140

[本文引用: 1]

ZHANG Xiao-qing, ZHANG Meng-xi, LI Lin, et al

Mechanism of approaching construction disturbance caused by multi-line overlapped shield tunnelling

[J]. Rock and Soil Mechanics, 2017, 38 (4): 1133- 1140

[本文引用: 1]

丁智, 吴云双, 张霄, 等

软土盾构隧道近距离穿越既有地铁影响数值分析

[J]. 中南大学学报: 自然科学版, 2018, 49 (3): 663- 671

DING Zhi, WU Yun-shuang, ZHANG Xiao, et al

Numerical analysis of influence of shield tunnel in soft soil passing over existing nearby subway

[J]. Journal of Central South University: Science and Technology, 2018, 49 (3): 663- 671

LIN X T, CHEN R P, WU N H, et al

Deformation behaviors of existing tunnels caused by shield tunneling undercrossing with oblique angle

[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2019, 89: 78- 90

DOI:10.1016/j.tust.2019.03.021      [本文引用: 1]

张治国, 黄茂松, 王卫东

邻近开挖对既有软土隧道的影响

[J]. 岩土力学, 2009, 30 (5): 1373- 1380

DOI:10.3969/j.issn.1000-7598.2009.05.033      [本文引用: 1]

ZHANG Zhi-guo, HUANG Mao-song, WANG Wei-dong

Responses of existing tunnels induced by adjacent excavation in soft soils

[J]. Rock and Soil Mechanics, 2009, 30 (5): 1373- 1380

DOI:10.3969/j.issn.1000-7598.2009.05.033      [本文引用: 1]

许有俊

新建地铁隧道上穿既有隧道引起的结构隆起变形

[J]. 中国铁道科学, 2014, 35 (6): 48- 54

DOI:10.3969/j.issn.1001-4632.2014.06.08     

XU You-jun

Upheaval deformation induced by newly-built metro tunnel upcrossing existing tunnel

[J]. China Railway Science, 2014, 35 (6): 48- 54

DOI:10.3969/j.issn.1001-4632.2014.06.08     

SHI C, CAO C, LEI M, et al

Effects of lateral unloading on the mechanical and deformation performance of shield tunnel segment joints

[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2016, 51: 175- 188

DOI:10.1016/j.tust.2015.10.033      [本文引用: 1]

张琼方

盾构近距离下穿对已建地铁隧道的位移影响及施工控制

[J]. 岩土力学, 2016, 37 (12): 3561- 3568

[本文引用: 1]

ZHANG Qiong-fang

Effect of nearby undercrossing tunneling on the deformation of existing metro tunnel and construction control

[J]. Rock and Soil Mechanics, 2016, 37 (12): 3561- 3568

[本文引用: 1]

马健

盾构近距离多次下穿对既有隧道变形的影响分析

[J]. 铁道建筑, 2016, (4): 64- 71

DOI:10.3969/j.issn.1003-1995.2016.04.17      [本文引用: 1]

MA Jian

Influence on existing tunnel deformation induced by shield tunnel multiple under passing with small spacing apart

[J]. Railway Engineering, 2016, (4): 64- 71

DOI:10.3969/j.issn.1003-1995.2016.04.17      [本文引用: 1]

陈仁朋, 张品, 刘湛, 等

MJS水平桩加固在盾构下穿既有隧道中应用研究

[J]. 湖南大学学报: 自然科学版, 2018, 45 (7): 103- 110

[本文引用: 1]

CHEN Ren-peng, ZHANG Pin, LIU Zhan, et al

Application study of MJS horizontal column reinforcement in shield tunneling

[J]. Journal of Hunan University: Natural Sciences, 2018, 45 (7): 103- 110

[本文引用: 1]

邓如勇, 汪辉武, 戴兵, 等

兰州地铁1号线盾构下穿黄河强透水地层施工安全性研究

[J]. 铁道建筑, 2016, (9): 57- 61

DOI:10.3969/j.issn.1003-1995.2016.09.15      [本文引用: 1]

DENG Ru-yong, WANG Hui-wu, DAI Bing, et al

Study on construction safety in case of lanzhou metro line No. 1 shield tunnel passing through strong permeable stratum under the yellow river

[J]. Railway Engineering, 2016, (9): 57- 61

DOI:10.3969/j.issn.1003-1995.2016.09.15      [本文引用: 1]

刘方, 杜建明, 张文龙, 等

大直径泥水平衡盾构下穿既有地铁结构预加固方案研究

[J]. 铁道勘察, 2020, 46 (1): 42- 48

[本文引用: 1]

LIU Fang, DU Jian-ming, ZHANG Wen-long, et al

Study on pre reinforcement scheme of large diameter slurry balance shield under existing subway structure

[J]. Railway Investigation and Surveying, 2020, 46 (1): 42- 48

[本文引用: 1]

陈晓伟, 王智金, 周恒, 等

地铁盾构隧道下穿铁路箱涵桥变形响应研究

[J]. 防灾科技学院学报, 2018, 20 (3): 1- 7

DOI:10.3969/j.issn.1673-8047.2018.03.001      [本文引用: 1]

CHEN Xiao-wei, WANG Zhi-jin, ZHOU Heng, et al

Research on deformation responses of railway box culvert bridges under metro shield tunnels

[J]. Journal of Institute of Disaster Prevention, 2018, 20 (3): 1- 7

DOI:10.3969/j.issn.1673-8047.2018.03.001      [本文引用: 1]

王宏伟, 张勇, 杨洋, 等

分布式光纤传感技术在盾构区间隧道监测中的应用

[J]. 公路, 2018, 63 (3): 269- 273

[本文引用: 1]

WANG Hong-wei, ZHANG Yong, YANG Yang, et al

Application of distributed optical fiber sensing technology in the monitoring of shield tunnel

[J]. Highway, 2018, 63 (3): 269- 273

[本文引用: 1]

朱宁, 王兴

基于分布式光纤感测技术的苏州盾构隧道管片变形监测分析

[J]. 江苏建筑, 2018, (6): 72- 75

DOI:10.3969/j.issn.1005-6270.2018.06.024      [本文引用: 1]

ZHU Ning, WANG Xing

Deformation monitoring analysis of Suzhou shield tunnel segment based on distributed optical fiber sensing technology

[J]. Jiangsu Architecture, 2018, (6): 72- 75

DOI:10.3969/j.issn.1005-6270.2018.06.024      [本文引用: 1]

中华人民共和国住房和城乡建设部. 城市地下综合管廊运行维护及安全技术标准: GB51354—2019 [S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2019.

[本文引用: 2]

孙训方. 材料力学(Ⅰ)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2010: 20.

[本文引用: 1]

张治国, 张孟喜

软土城区土压平衡盾构上下交叠穿越地铁隧道的变形预测及施工控制

[J]. 岩石力学与工程学报, 2013, 32 (Suppl.2): 3428- 3439

[本文引用: 1]

ZHANG Zhi-guo, ZHANG Meng-xi

Deformation prediction of subway tunnel induced by EPB shield in soft clay during above and down overlapped traversing process and its construction control

[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2013, 32 (Suppl.2): 3428- 3439

[本文引用: 1]

陈仁朋, 王诚杰, 鲁立, 等

开挖对地铁盾构隧道影响及控制措施

[J]. 工程力学, 2017, 34 (12): 1- 13

[本文引用: 1]

CHEN Ren-peng, WANG Cheng-jie, LU Li, et al

Influence of excavation on exist metro shield tunnel and control measures

[J]. Engineering Mechanics, 2017, 34 (12): 1- 13

[本文引用: 1]

肖潇, 张孟喜, 吴惠明, 等

多线叠交盾构施工引起土体变形数值模拟分析

[J]. 地下空间与工程学报, 2011, 7 (5): 884- 889

[本文引用: 1]

XIAO Xiao, ZHANG Meng-xi, WU Hui-ming, et al

Numerical simulation analysis on ground settlements caused by multi-line shield tunnel

[J]. Chinese Journal of Underground Space and Engineering, 2011, 7 (5): 884- 889

[本文引用: 1]

/