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摘要：近年来，随着基础设施，尤其是交通设施的建设和发展，大量出现的线路及其他项目工程的现象和规模越来越大，越来越近的距离工程项目也在不断的增多。本文分析了浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区的现状，结合浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区的工程概况，探讨了浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区的应用原则，分析了施工后的现场检测效果。
关键词：浅埋暗挖地铁；重叠隧道；近接分区；
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：
引言：
近年来，随着基礎设施，尤其是交通设施（公路、铁路等等）的建设和发展，大量出现在现有的线路（如铁路或公路等）建立了新的（如复线铁路，高速铁路，高等级公路等）及其他项目工程的现象和规模越来越大，越来越近的距离工程项目不断增多。这无疑将导致新的结构物和相邻结构的复杂的关系，这就导致了对既有结构构筑物的各种不良影响。并且随着增加的建设规模的不断扩大，造成了这种情况越来越多。比如新隧道（或广义地下工程）附近现有的隧道施工，两个或多个相邻隧道施工在同一时期的时候，即使是大断面洞室的开挖方法的分支部分，如分部开挖、优化施工方法的问题。同时，城市地下铁路工程的大量施工程建设也日益遇到这类问题，即地下工程近接施工的接近分区的共同建设问题。
浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区的现状分析
浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区施工中，新的结构物将改变原有的结构物的应力状态，从而产生各种不利影响，如结构的承载能力下降，甚至破坏，过度变形间隙等，在同一时间，新结构物的力学模型是从不同的半无限体或无限的主体中修建单孔的一般概况，初始应力场往往是经过许多干扰扰动的，如果施工将进行在此的人为的干扰，使其应力往往是不对称的，表现出极大的变异性。总之，新的结构物的施工可以使围岩应力场演化从原来的三次到五次应力场，正因为这种应力演变导致原来的结构和新的结构物的应力的变化，从而在对既有侧的建筑物和新建建筑物问题的复杂性。它是摆在我们面前的重要问题，这一定是必然要解决的问题。然而，由于新的建设规模大小，新旧之间的位置关系的变化，地质条件的变化，这两个结构物的健全度和新建工程的施工方法等不同规模大小、新旧导致其影响也不同，其中零零种种的各种受力机理机制非常复杂。因此，研究复杂应力机制及相应的对策已成为当务之急。因为这个原因，所有有识之士已经给予了高度重视和进行了大量的研究。国内近年来，随着浅埋暗挖地铁重叠隧道近接工程的增加，这种情况下，还是开展了许多这方面的研究，并取得了一些成功的经验。但在实际的工程的建设情况下，缺乏系统的理论分析，设计和建造施工的标准尚未形成。导致不是太过保守的措施，造成严重浪费，就是承担太多的风险或盲目的对策，引起安全问题。
二、浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区工程概况
某地铁经过高大林立的建筑物，建筑物密集拥堵，为了减少其对周围建筑物的影响，建设地铁线路的计划比选进行了多方案的选择，最终确定了采用浅埋暗挖地铁重叠隧道线路方案。当单洞单孔隧道过渡到并行的双隧道的时候，隧道的净距从0.25D逐渐增加到1.5D（D为平均孔洞的直径）。因此，不同的净距间隙部分，设计和施工中应采取相应的对策。
浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区
本文讲述的工程实例中隧道底层的形成分布为上软下硬土层,上层为V级围岩的岩石,两侧的线路均采用浅埋暗挖法在隧道内进行施工。一个隧道的埋深是固定在10米,围绕它的另一个隧道从不同角度和不同的间距位置进行施工，其位置如下图1、 2所示。
根据隧道位置及施工顺序，选择2个隧道的19种相对的位置，每个位置都有2种施工顺序（先上后下和先下后上），对这些38种条件下，用有限元数值进行计算。围岩参数表1显示，由于研究工作的重点在围岩条件的工况，各工况计算没有考虑初期的支护情况，使用相同的应力释放率系数模拟各种工况。重叠隧道在后来的隧道施工建造的过程中，可以导致先建隧道围岩的塑性区的扩大，并引起摩尔~库仑有效应力重新分布的现状。随着两隧道净距的不断增大，这种影响逐渐减少，当隧道净距增大到一定值时，其影响可以忽略。所以可以根据摩尔-库仑屈服准则划分其影响程度。以前的实验表明，摩尔-库伦屈服准则更符合岩石和混凝土的屈服和破坏特性，这一标准屈服面在主应力空间的一个不规则的六边形锥面上。
表1
当两侧隧道开挖完成后，根据摩尔-库伦屈服准则，表面负荷的加载函数E>0说明发生了围岩屈服。根据各种条件近接分区按如下规则进行分类：当F0时，表明为强烈影响区。
浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区应用原则
根据两隧道近接的划分结果，该地铁重叠隧道双洞重叠隧道采取分段截面设计，具体的设计原则如下：
（1）当左线隧道位于右线隧道下45度时，和已建隧道净距小于1.0D时，设计支护参数加强两级。
（2）当左线隧道位于右线隧道上45度时，和已建隧道净距小于1.0D时，设计支护参数加强两个等级。
（3）当左线隧道位于右线隧道上45度时，和已建隧道净距在1 ~ 1.5D时，设计支护参数加强一个等级。
（4）当左线隧道位于右线隧道上45度，和已建隧道净距大于1.5D时，可以根据一般单隧道进行设计施工。
浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区的现场监测
重叠隧道施工顺序使用先下后上的施工方式进行，所以两个重叠隧道施工相互影响主要研究基坑开挖的影响下的洞。在左、右线隧道不同净距位置上布置相应的监测点。
由K + 490里程地方（净距小于1D）下洞孔拱顶下沉监测曲线和回归曲线能够看到，隧道净距小于1.0D时，上洞开挖孔开挖严重受到影响。洞开挖工作面到这部分时，下洞拱顶的下沉大量增加。
由K + 542里程的地方（明确的距离在1 ~ 1.5D时）下洞孔拱顶下沉降监测曲线和回归曲线可以看出，隧道净距值1.0~ 1.5D时，上面空洞的开挖对下洞的开挖影响较小。上洞开挖工作面到达这段工作面时，下洞拱顶沉降仅略有增加，但不明显。
由里程K + 718处（明确的距离> 1.5D时）下洞拱顶下沉监测曲线和回归曲线可以看出，隧道净距大于1.5D的孔洞开挖对下洞开挖没有影响。在上面的孔洞开挖到这一工作面时，下洞拱顶下沉并没有增加。监测结果表明，隧道紧接分区标准符合实际情况。在40天后，监测断面拱顶下沉速度小于0.07 ~ 0.015mm.d，收敛速度小于0.1 ~ 0.2mm.d-1。根据《锚杆喷混凝土技术规范》可以判断围岩基本稳定。
结论
对于城市地铁浅埋暗挖重叠隧道研究，可以用摩尔-库仑屈服准则密切联合进行接近分区，并根据该隧道建设确定相互作用的影响程度和范围。在该工程中的地质条件下，当左右线隧道完全重叠，隧道净距大于3D或两隧道完全平行且双隧道净距大于1.5D时，其相互影响很小，可以忽略不计。该隧道可以按一般单隧道设计，如果梁隧道的距离小于此值时，可以根据分区的影响进行分区，然后在设计上采取相应的措施。现场监测数据表明，隧道接近分区符合该工程的实际情况，该工程的地铁建设的成功，具有很好的可操作性，说明重叠隧道接近分区的设计是合理和可行的，该研究结果为类似工程的设计与施工可以提供相应的参考。
参考文献：
[1]仇文革，地下工程近接施工力学原理与对策的研究[D]．成都；西南交通大学，2003．
[2]朱佛译，隧道标准规范(盾构篇)及解说[M]．北京：建筑工业出版社，2001．
[5]潘昌实，隧道力学数值方法[M]．北京：中国铁道出版社，1995．
[6]赵东平,王明年,宋南涛, 浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区[J],中国铁道科学，2007。
[7]仇文革，地下工程近接施工力学原理与对策的研究[D],西安交通大学学报，2003.
关键词：浅埋暗挖地铁；重叠隧道；近接分区；
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：
引言：
近年来，随着基礎设施，尤其是交通设施（公路、铁路等等）的建设和发展，大量出现在现有的线路（如铁路或公路等）建立了新的（如复线铁路，高速铁路，高等级公路等）及其他项目工程的现象和规模越来越大，越来越近的距离工程项目不断增多。这无疑将导致新的结构物和相邻结构的复杂的关系，这就导致了对既有结构构筑物的各种不良影响。并且随着增加的建设规模的不断扩大，造成了这种情况越来越多。比如新隧道（或广义地下工程）附近现有的隧道施工，两个或多个相邻隧道施工在同一时期的时候，即使是大断面洞室的开挖方法的分支部分，如分部开挖、优化施工方法的问题。同时，城市地下铁路工程的大量施工程建设也日益遇到这类问题，即地下工程近接施工的接近分区的共同建设问题。
浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区的现状分析
浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区施工中，新的结构物将改变原有的结构物的应力状态，从而产生各种不利影响，如结构的承载能力下降，甚至破坏，过度变形间隙等，在同一时间，新结构物的力学模型是从不同的半无限体或无限的主体中修建单孔的一般概况，初始应力场往往是经过许多干扰扰动的，如果施工将进行在此的人为的干扰，使其应力往往是不对称的，表现出极大的变异性。总之，新的结构物的施工可以使围岩应力场演化从原来的三次到五次应力场，正因为这种应力演变导致原来的结构和新的结构物的应力的变化，从而在对既有侧的建筑物和新建建筑物问题的复杂性。它是摆在我们面前的重要问题，这一定是必然要解决的问题。然而，由于新的建设规模大小，新旧之间的位置关系的变化，地质条件的变化，这两个结构物的健全度和新建工程的施工方法等不同规模大小、新旧导致其影响也不同，其中零零种种的各种受力机理机制非常复杂。因此，研究复杂应力机制及相应的对策已成为当务之急。因为这个原因，所有有识之士已经给予了高度重视和进行了大量的研究。国内近年来，随着浅埋暗挖地铁重叠隧道近接工程的增加，这种情况下，还是开展了许多这方面的研究，并取得了一些成功的经验。但在实际的工程的建设情况下，缺乏系统的理论分析，设计和建造施工的标准尚未形成。导致不是太过保守的措施，造成严重浪费，就是承担太多的风险或盲目的对策，引起安全问题。
二、浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区工程概况
某地铁经过高大林立的建筑物，建筑物密集拥堵，为了减少其对周围建筑物的影响，建设地铁线路的计划比选进行了多方案的选择，最终确定了采用浅埋暗挖地铁重叠隧道线路方案。当单洞单孔隧道过渡到并行的双隧道的时候，隧道的净距从0.25D逐渐增加到1.5D（D为平均孔洞的直径）。因此，不同的净距间隙部分，设计和施工中应采取相应的对策。
浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区
本文讲述的工程实例中隧道底层的形成分布为上软下硬土层,上层为V级围岩的岩石,两侧的线路均采用浅埋暗挖法在隧道内进行施工。一个隧道的埋深是固定在10米,围绕它的另一个隧道从不同角度和不同的间距位置进行施工，其位置如下图1、 2所示。
根据隧道位置及施工顺序，选择2个隧道的19种相对的位置，每个位置都有2种施工顺序（先上后下和先下后上），对这些38种条件下，用有限元数值进行计算。围岩参数表1显示，由于研究工作的重点在围岩条件的工况，各工况计算没有考虑初期的支护情况，使用相同的应力释放率系数模拟各种工况。重叠隧道在后来的隧道施工建造的过程中，可以导致先建隧道围岩的塑性区的扩大，并引起摩尔~库仑有效应力重新分布的现状。随着两隧道净距的不断增大，这种影响逐渐减少，当隧道净距增大到一定值时，其影响可以忽略。所以可以根据摩尔-库仑屈服准则划分其影响程度。以前的实验表明，摩尔-库伦屈服准则更符合岩石和混凝土的屈服和破坏特性，这一标准屈服面在主应力空间的一个不规则的六边形锥面上。
表1
当两侧隧道开挖完成后，根据摩尔-库伦屈服准则，表面负荷的加载函数E>0说明发生了围岩屈服。根据各种条件近接分区按如下规则进行分类：当F
浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区应用原则
根据两隧道近接的划分结果，该地铁重叠隧道双洞重叠隧道采取分段截面设计，具体的设计原则如下：
（1）当左线隧道位于右线隧道下45度时，和已建隧道净距小于1.0D时，设计支护参数加强两级。
（2）当左线隧道位于右线隧道上45度时，和已建隧道净距小于1.0D时，设计支护参数加强两个等级。
（3）当左线隧道位于右线隧道上45度时，和已建隧道净距在1 ~ 1.5D时，设计支护参数加强一个等级。
（4）当左线隧道位于右线隧道上45度，和已建隧道净距大于1.5D时，可以根据一般单隧道进行设计施工。
浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区的现场监测
重叠隧道施工顺序使用先下后上的施工方式进行，所以两个重叠隧道施工相互影响主要研究基坑开挖的影响下的洞。在左、右线隧道不同净距位置上布置相应的监测点。
由K + 490里程地方（净距小于1D）下洞孔拱顶下沉监测曲线和回归曲线能够看到，隧道净距小于1.0D时，上洞开挖孔开挖严重受到影响。洞开挖工作面到这部分时，下洞拱顶的下沉大量增加。
由K + 542里程的地方（明确的距离在1 ~ 1.5D时）下洞孔拱顶下沉降监测曲线和回归曲线可以看出，隧道净距值1.0~ 1.5D时，上面空洞的开挖对下洞的开挖影响较小。上洞开挖工作面到达这段工作面时，下洞拱顶沉降仅略有增加，但不明显。
由里程K + 718处（明确的距离> 1.5D时）下洞拱顶下沉监测曲线和回归曲线可以看出，隧道净距大于1.5D的孔洞开挖对下洞开挖没有影响。在上面的孔洞开挖到这一工作面时，下洞拱顶下沉并没有增加。监测结果表明，隧道紧接分区标准符合实际情况。在40天后，监测断面拱顶下沉速度小于0.07 ~ 0.015mm.d，收敛速度小于0.1 ~ 0.2mm.d-1。根据《锚杆喷混凝土技术规范》可以判断围岩基本稳定。
结论
对于城市地铁浅埋暗挖重叠隧道研究，可以用摩尔-库仑屈服准则密切联合进行接近分区，并根据该隧道建设确定相互作用的影响程度和范围。在该工程中的地质条件下，当左右线隧道完全重叠，隧道净距大于3D或两隧道完全平行且双隧道净距大于1.5D时，其相互影响很小，可以忽略不计。该隧道可以按一般单隧道设计，如果梁隧道的距离小于此值时，可以根据分区的影响进行分区，然后在设计上采取相应的措施。现场监测数据表明，隧道接近分区符合该工程的实际情况，该工程的地铁建设的成功，具有很好的可操作性，说明重叠隧道接近分区的设计是合理和可行的，该研究结果为类似工程的设计与施工可以提供相应的参考。
参考文献：
[1]仇文革，地下工程近接施工力学原理与对策的研究[D]．成都；西南交通大学，2003．
[2]朱佛译，隧道标准规范(盾构篇)及解说[M]．北京：建筑工业出版社，2001．
[5]潘昌实，隧道力学数值方法[M]．北京：中国铁道出版社，1995．
[6]赵东平,王明年,宋南涛, 浅埋暗挖地铁重叠隧道近接分区[J],中国铁道科学，2007。
[7]仇文革，地下工程近接施工力学原理与对策的研究[D],西安交通大学学报，2003.