隧道和路基段上跨既有曲线隧道影响研究 Ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ Ｉ ｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｕｒｖｅｄ Ｔｕｎｎｅｌ Ａｃｒｏｓｓ Ｔｕｎｎｅｌ ａｎｄ Ｓｕｂｇｒａｄｅ Ｓｅｇｍｅｎｔ ■董竞涛■Ｄｏｎｇ Ｊｉｎｇｔａｏ 【摘要】本文以田家湾１号隧道和两段路基上跨轨道交通中 梁山隧道为背景．通过计算围岩和结构在上部工程施工前 后的变形、应力情况，分折了下部既有轨道交通隧道结构 的位移和内力变化，进而对轨道交通隧道结构的安全性进 行了评价。 线中梁山隧道内轨项面间净岩柱厚度分别约为 １４Ｉｌｌ、１９ ｍ和２７ ｍ。 ２．工程概况 重庆市轨道交通一号线中梁山隧道全长 ４３２９ｍ，最大埋深约２７０ｍ。田家湾１号隧道为双线 隧道，全长１９０ｍ，最大埋深约２８ｍ。全隧均采用暗 挖法施工，设置复合式衬砌。ｌ号路基上跨段为挖 【关键词】上跨曲线隧道有限元 方路基，中心挖高约ｌ０ｍ，路基下部位于基岩内。２ 【Ａｂｓｔｒａｃｔ１ Ｉｎ ｔｈｉｓ＇ａｒｔｉｃｌｅ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｂａｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ 号路基上部路基为半填半挖路基，施工后地面标高 基本不变。路基下部位于土层内，采用混凝土局部 换填。 二、有限元模型 １．计算思路 本次计算主要分析上部田家湾１号隧道、两路 基段上跨轨道交通中梁山隧道的影响。考虑到上跨 图３田家湾１号隧道、轻轨交通隧道位置关系图 ｏｆ Ｎｏ．１ ｔｕｎｎｅｌ ｉｎ Ｔｉａｎｊｉａｗａｎ ａｎｄ Ｌｉａｎｇｓｈａｎ ｔｕｎｎｅｌ ｏｎ ｔｈｅ ｔｗｏ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｓｅｇｍｅｎｔｓ ａｃｒｏｓｓ ｔｈｅ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｉｔ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｄｅｆｏｒ— 三、计算结果分析 １．轨道交通隧道位移 上部田家湾１号隧道、路基工程开挖将引起周 边围岩发生位移，围岩位移将影响下部轨道交通结 构的变形。通过分析下部轨道交通结构及周边围岩 的位移，分析上跨段隧道、路基工程开挖对既有轨 道交通结构变形的影响，进而对轨道交通隧道结构 的稳定性进行评价。 上部田家湾１号隧道、路基工程开挖后，既有 轨道交通及周边围岩位移结果概述如下。 （１）从总体模型的位移分析 上跨段田家湾 号隧道位于基岩中，且上部隧 道初期支护结构较强，上部隧道施工引起周边围岩 位移较小，上部２号路基为小挖方，ｌ号路基开挖 位于基岩中，施工造成周边围岩位移较小。 （２）从上跨段田家湾１号施工完成后位移分析 ｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｗａｌｌ ｒｏｃｋ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｕｐｐｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｈａｎｇｅ ｏｆｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｐａｒｔ ｏｆｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｉｔ ｔｕｎｎｅｌ ｓｔｎｌｃ－ ｔｕｒｅ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｅｖａｌｕａｔｅｓ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｉｌ ｔｒｎｓａｉｔ ｔｕｎｎｅｌ Ｓ— ｔｒｕｃｔｕＦｅ 部分距离较近，存在多次影响下部隧道的影响，将 上跨段作为整体进行分析。故采用Ｍｉｄａｓ三维仿真 计算，模拟上部隧道、路基实际施工步续，分析上 部工程施工对轨道交通中梁山隧道的影响。 ２．计算参数 根据田家湾１号隧道、两路基段地勘报告以及 上跨轨道交通中梁山隧道设计方案图，本次计算采 用的材料力学参数，具体见表１所示。 表１围岩及支护参数表 材料 碎石土（Ｑ． ） ＜３）泥岩（Ｗ ） ＩＫｅｙｗｏｒｄｓＩ ｏｖｅｒｐａｓｓ．ｃｕｒｖｅ ｔｕｎｎｅｌ，ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ 随着城市轨道交通建设的不断发展，势必造成 新建构筑物与既有构筑物之间产生错综复杂的关 系。本文中的上跨轨道交通段田家湾ｌ号隧道和两 段路基施工完成后与轨道交通中梁山隧道之间由于 隧道距离轨道交通隧道较近．隧道施工会对轨道交 通隧道结构造成一定的影响。 根据各构筑物的空间立交关系特点，并结合工 程实施中潜在的风事件，本次研究采用Ｍｉｄａｓ程序 弹性模量 泊松比 粘聚力 内摩擦角 重度 ／ＧＰａ ／ｋｔ ａ ／ｋＮ／ｍ 上跨段施工完成后，田家湾ｌ号隧道拱部沉降 约１．０３ ｍｍ，路基段基底隆起约２．５１ ｍｍ。 ０ ｌ ｌ Ｏ．３５ ０ ３２ ２５ ｆ ｌ３ ３５ １９ ２１ 进行数值模拟计算，对新建隧道、路基上跨施工对 既有隧道的影响进行了分析。 一＜３＞泥岩（ｗ２） 新建隧道喷砼ｃ３０ 地铁隧道衬砌Ｃ３Ｃ 路基防护砼Ｃ２５ ２ ２ ２５ ３ｌ ２３ ０．３ ０．２ ０．２ ０ ２ ｆ ｆ ｆ ｝ ４５ ｆ ｛ ２３ ２３ ２５ ２３ （３）从１号、２号路基位移分析 上跨段路基施工完成后，路基段围岩位移最大 约２．３７ ｍｍ。 、方案概况 １．位置关系 ３．计算模型 本次计算采用ＭＡＤＩＳ三维计算模型，轻轨交通 中梁山隧道纵向长度约１８０ ｍ。模型总长约１８０ ｍ， 总宽约１６０ｍ，两侧距离隧道中心为６０ｍ（约５倍洞 （４）从轨道交通隧道结构位移分析 上跨段工程施工完成后，轨道交通结构位移最 大约１．０ ｍｍ。 轨道交通中梁山隧道、田家湾１号隧道和两段 路基平面位置关系如图１。 （５）田家湾１号隧道、两路基段以及轨道交通 隧道的位移分析 径），底部边界离隧道轨面约６０ｍ，上部取自地表面。 采用实体单元模拟岩体，隧道结构、路基防护采用 平面板单元模拟。模型总共１１ ６９１个节点，６１ ３２２ 个单元，模型图见图２、图３所示。 由于上跨段隧道及路基工程与轨道交通隧道成 大角度相交，田家湾ｌ号隧道及路基段的开挖卸载 至下部轨道交通隧道交叉段隧道发生向上位移，深 挖方路基段轨道交通隧道位移为最大处，但是竖向 位移数值较小。 根据数值计算原理，在上部卸载情况下，岩石 会出现一个回弹的过程，所以上部计算轨道交通出 现向上的位移。而根据以往的岩石隧道施工情况， 下部隧道在上部卸载情况下基本不会上移。故总体 而言，隧道位于完整基岩内，上跨工程施工对下部 轨道交通影响较小。 图１新建铁路与既有隧道平面位置关系图 图２上跨段路基、隧道施工后模型图 ２．轨道交通隧道应力 田家湾ｌ号隧道、路基段开挖会引起轨道交通 隧道结构位移，由此势必影响隧道结构内力。 （下转第２７８页） 竖向关系为：上跨轨道交通段田家湾１号隧道 和两段路基施工完成后，内轨顶面与轨道交通１号 ２６８ ３．剪力分析 三种情况Ｆ的弯矩见图４。正常使用时，最大 顶剪力较小。拱项出现本为所述空洞时，剪力出现 的最大位置不变，最大值为１３４．０ ｋＮ。空洞附近衬 砌受力变化较大，由正常使用的４９．３ ｋＮ增大为 ５９．７ ｋＮ，增幅为２１％。当本文所述的空洞出现在边 墙时，最大、最小剪力出现的位置不变，量值影响 也较小，只在空洞附近稍大。 ，州 剪力发生在拱脚处，最大值为１３３．９ ｋＮ，边墙及拱 ，¨”．．．‘‘１。ｌ●Ｉ．‘ｌ●●，Ｏ ●ｔ＿ （ａ）正常使用 （ｂ）洞硕铂空洞 图４各种情况Ｆ剪力对比 （Ｃ）边墙有空洞 五、结语 ２４．３％、２１％、６００％。 ３．小范围空洞的存在对二次衬砌结构受力状 通过对空洞出现在拱顶及边墙两种情况的数值 模拟，可以得出以。Ｆ结论。 ２．本文所述的空洞出现在边墙时，衬砌的剪力 态的影响并不是太大，但它会引起衬砌结构在空洞 附近的应力集中，从而对隧道的长期安全性产生不 良影响。 （作者单位：兰州交通大学．兰州７３００７０） 和弯矩受到的影响较小，轴力受到的影响较大，包 括最大轴＿力出现的位置发生变化和最大值发生较大 变化，轴力的增幅为３３．６％，最大值出现在空洞附 近。 １．本文所述的空洞出现在拱顶时，整个衬砌的 轴力、剪力、弯矩受到的影响较小。但空洞附近衬 砌的轴力、剪力、弯矩影响较大，其增幅分别为 （上接第２７４页） 三、结语 用，继而从根本上促进我国城市的可持续发展。 档案，２００７（１０）． 综上所述，随着我国城市发展对城建档案管理 参考文献 ［１］沈惠利，杨琦．浅谈城建档案管理存在的问题及 对策［Ｊ］．山西建筑，２０１０（１３）． ［５］单干兴．强化省级城建档案工作机构管理［Ｊ］．城 建档案，２００８（０４）． 要求的不断提岛，如何加强城建档案管理工作也成 为了相关部门的一项重要工作。城建档案管理人员 首先要对目前管理工作中存在的问题进行全面系统 的分析，在了解问题存在的本质上，结合城市未来 的发展目标采取科学合理的完善措施。只有这样， 才能够使档案管理工作在城市发展中发挥重要的作 ［６］吴淑苑．加强城建档案管理提高处置突发公共事 件的快速反应能力［Ｊ］．城建档案，２００８（０７）． （作者单位：娄底市城市基本建设档案馆 ４１７０００） ［２］陈海宴，李辉，加强城建档案管理的措施及建议 ［Ｊ］．科技信息，２００８（３５）． ［３］连宗祺．加强４、城市城建档案管理工作的措施 ［Ｊ］．城建档案，２００８（０７）． ］赵淑芳，郝莉。城建档案的管理与执法［Ｊ］．城建 ２７８