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隧道建设(中英文) ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (S2): 418-427.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2023.S2.046
地铁盾构并行下穿既有明挖隧道加固方案研究——以济南黄河隧道北岸段地铁下穿明挖公路隧道为例
傅金阳1, 2, 张洪瑜1, 孙前辉1, 张亮亮3, 阳军生1, 李亚楠4
(1. 中南大学土木工程学院, 湖南 长沙 410075; 2. 高速铁路建造技术国家工程研究中心,湖南 长沙 410075; 3. 中铁第四勘察设计院集团有限公司, 湖北 武汉 430063;4. 黄河勘测规划设计研究院有限公司, 河南 郑州 450003)
Reinforcement Scheme for OpenCut Highway Tunnel Parallelly-Crossed by Metro Shield Tunnel on North Bank Section of Yellow River-Crossing Tunnel in Jinan, China
FU Jinyang1, 2, ZHANG Hongyu1, SUN Qianhui1, ZHANG Liangliang3, YANG Junsheng1, LI Yanan4
(1. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, Hunan, China;2. National Engineering Research Center for High Speed Railway Construction Technology, Changsha 410075,Hunan, China; 3. China Railway Siyuan Survey and design group Co., Ltd., Wuhan 430063, Hubei, China;4. Yellow River Engineering Consulting Co., Ltd., Zhengzhou 450003, Henan, China)
摘要: 为解决公轨合建水下隧道分离后,地铁隧道长距离并行近接下穿明挖隧道过程中面临的变间距下穿扰动、地层脱空的问题,以济南黄河隧道北岸段地铁下穿明挖公路隧道为依托,建立考虑可张开地层-结构界面和结构变形缝的精细化三维仿真模型,探究不同加固方案下盾构施工对地层脱空及既有结构的影响。结果表明: 1)相比于无加固措施,采用立柱桩加固后,最大地表沉降减少52%,沉降曲线峰值叠加效应得到有效控制; 2)采用立柱桩配合三轴搅拌桩加固,盾构下穿过程中既有结构底板横向最大差异沉降减少43.4%,最大沉降降低47.0%; 3)无加固措施下,盾构掘进导致既有隧道结构底板与地层之间脱空效应明显,最大脱空位移达1.44 mm,相比于三轴搅拌桩加固,采用立柱桩加固更能有效减少结构底板脱空; 4)无加固措施下既有结构最大拉应力增量超限(1 MPa),采用单一三轴搅拌桩加固有增大既有结构注浆范围内拉应力增量趋势,而采用立柱桩配合三轴搅拌桩加固,可有效减少50%的既有结构拉应力增量。盾构并行下穿既有结构时,相比显著强化单一加固措施,综合考虑地层位移控制(防脱空)和结构应力控制的加固措施更加安全有效。