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小半径曲线软土隧道盾构下穿在建高铁交叉施工影响及控制技术研究
| 论文题名： | 小半径曲线软土隧道盾构下穿在建高铁交叉施工影响及控制技术研究 |
| 关键词： | 软土地层;盾构隧道;交叉施工;数值模拟;变形监测 |
| 摘要： | 随着城市化进程逐步加快，城市面临的交通拥堵问题愈加严重，地铁因其占用地上空间少且方便高效，成为城市交通的发展趋势。由于地铁属于地下交通，开挖时部分区间会与上部交通发生相互交叉现象，且交叉施工会面临地基处理、相互扰动等工程问题。本文以福州地铁5号线盾构下穿在建福夏高铁为工程背景，针对软土地层小半径曲线盾构隧道下穿在建高铁交叉施工的特殊性，采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合的方法，通过对盾构掘进技术、交叉施工对软土加固区影响、交叉施工相互影响等方面展开研究，主要成果如下： （1）双线隧道同向盾构掘进时，围岩竖向位移、地表沉降及混凝土支撑轴力增幅最大，而相向盾构掘进容易使土体产生挤压变形，使得土体部分区域发生隆起或沉降反弹现象。双线隧道采用先右线后左线的方式盾构掘进较合理，但如果工期较紧，可考虑两台盾构机之间错开足够安全距离进行双线同向盾构掘进。 （2）隧道在不同埋深下盾构掘进时，随着埋深增大，围岩竖向位移及地表沉降呈明显减小的趋势。当隧道在埋深20m时，局部管片最大拉应力已经超过抗拉强度设计值，所以隧道埋深并不是越深越好，应综合隧道变形、衬砌应力等因素考虑。 （3）随着路基填筑高度增加，围岩承受的上部荷载逐渐增大，使得围岩竖向位移及地表沉降逐渐增大，且混凝土支撑轴力增加量比其他工况明显。同时能够看出，隧道盾构掘进对路基应力影响较小，其大小主要由路基土体自重产生，且对路基和钢轨变形影响较小，路基和钢轨较大变形发生在远离桩板结构区域。所以桩板结构和外延过渡加强桩对上部结构的变形控制非常有效，但应加强隧道完工后期钢轨的变形监测。 （4）不同工况下桩基整体较大位移集中在桩板结构的三排桩，两侧边桩整体位移较小，且桩底及其附近区域桩基整体位移很小。桩基所受应力为压应力，应力较大区域主要分布在桩中部及其附近，桩底应力较小。 （5）实测数据中，隧道拱顶最大累计变形量为4.4mm，数值模拟结果为6.37mm，其控制值为20mm，理论值占控制值的31.85%；最大净空收敛实测值为3.6mm，而数值模拟结果为3.07mm，其控制值为12.8mm，实测值占控制值的28.13%，所以隧道整体变形量较小且在可控范围。 |
| 作者： | 韦志凯 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 曹小平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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