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第卷第期土木工程学报
年月
地铁盾构隧道重叠下穿施工对上方已建隧道的影响
何川苏宗贤曾东洋
西南交通大学四川成都
摘要以广州地铁三号线大塘—沥滘区间盾构隧道穿越的地层条件为背景针对盾构隧道结构的特点引入横向
和纵向不等的刚度折减系数采用室内相似模型试验和三维有限元数值计算相结合的手段对地铁盾构隧道重叠
下穿施工所引起的上方已建隧道纵向变位、纵向附加轴力和弯矩、横向变形、横向附加轴力和弯矩进行了深入研
究探讨和揭示了围岩条件、隧道净距、顶推力等因素作用下盾构隧道重叠下穿施工所引起的已建隧道的变形和
附加内力分布变化的影响规律。研究结果表明新建盾构隧道施工所引起的已建隧道最大隆起点位于掌子面前方
约倍直径附近不均匀沉降主要出现在约掌子面前方到后方的范围内顶推施工将引起已建隧
道在掌子面前方产生较大附加内力而对后方影响较小具体视隧道埋深、间距、围岩和施工因素而定。
关键词盾构隧道重叠等效刚度附加内力
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但还较少考虑到隧道结构在横向和纵向上刚度折减不
引言一致的特点本文以广州地铁三号线大塘—沥滘区间
盾构隧道工程为背景在对装配式管片衬砌结构横向
随着城市地铁的快速发展及地下空间的进一步开和纵向进行不同刚度等效折减的基础上分别采用

发和利用将会出现各种形式的近接施工“最突出相似模型试验和三维有限元分析相结合的研究手段

的是岩土类接近工程而接近隧道及地下工程又是首对新建地铁盾构隧道重叠下穿施工所引起的上部已建

当其冲”重叠下穿隧道施工将是其中的一种常见隧道的变形和附加内力进行了定性分析对影响该变
的特殊情况。形和附加内力分布变化规律的各因素如围岩条件、

近年来学者在进行近接施工、地表沉降及隧道纵净距、顶推力等及其影响变化规律进行了深入研

向变形等问题的研究上进行了大量有价值的工作究分析结果可供工程参考。

基金项目国家高技术研究发展计划项目、工程概况
国家自然科学基金
作者简介何川博士教授
收稿日期广州地铁三号线大塘—沥滘区间盾构隧道北起大
· · 土木工程学报年
塘站南到沥滘站沿线穿越大片农田和地表建筑物制方法为常温下机械拌和最后加压成型根据容
密集地带其中盾构隧道右线区间全长左重相似比原则可得与原型材料相对应的模型材料力学
线区间全长。盾构区间隧道埋深~ 其中特征参数值如表所示。试验中未考虑土体分层
为衬砌管片环外直径主要位于中风化和微风化影响对盾构隧道所处地层分别全为Ⅰ和Ⅱ类围岩进
岩层内围岩风化带层位起伏变化大。隧道进出口段行试验以期探讨较不利围岩情况下盾构顶推对地表
位于饱和易液化的淤泥、淤泥质土和淤泥质砂地层沉隆和邻近隧道的影响。
中易塌方、流砂、流泥淤泥质砂易液化软土易隧道结构体相似材料
触变自身结构性差泥岩和粉砂质泥岩易风化开由于受环缝和纵缝影响盾构隧道装配式衬砌管
裂遇水软化。大—沥区间盾构隧道所穿越地层的主片与管片间、管片环与管片环间的协同受荷变形机理
要工程地质条件及地层物理力学参数见表。十分复杂欲将其等效为连续均质圆筒需对其横向