【摘 要】
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随着国家经济建设的飞速发展,越来越多的城市都开始修建地铁。当地铁隧道平面布置与既有高铁或国铁线路相互交叉时,由于各地地质状况不同、工程背景各异,新修建的盾构隧道掘进过程中带来的地层扰动势必会对隧道邻近的既有线路结构造成不同程度、不同特点的影响。本文以合肥地铁5号线某区间下穿国铁路基和高铁桥梁工程为例,通过理论分析、数值模拟和施工监测相结合的方法,研究盾构隧道下穿施工对既有国铁路基和高铁桥梁结构各种
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随着国家经济建设的飞速发展,越来越多的城市都开始修建地铁。当地铁隧道平面布置与既有高铁或国铁线路相互交叉时,由于各地地质状况不同、工程背景各异,新修建的盾构隧道掘进过程中带来的地层扰动势必会对隧道邻近的既有线路结构造成不同程度、不同特点的影响。本文以合肥地铁5号线某区间下穿国铁路基和高铁桥梁工程为例,通过理论分析、数值模拟和施工监测相结合的方法,研究盾构隧道下穿施工对既有国铁路基和高铁桥梁结构各种变形安全性指标的影响规律,探讨不同方式的壁后二次注浆加固方案效用,总结确保盾构隧道安全平稳下穿国铁路基和高铁桥梁的施工方案设计的思路和方法。主要研究的内容如下:(1)在Loganathan公式的基础上进一步推出城市双线并行地铁隧道盾构施工带来的地层位移场公式;又在此位移场公式基础上,根据Klar桩基受荷沉降研究结论结合桩身荷载传递法和剪切位移法进一步研究了盾构施工造成邻近既有桩基的竖向位移情况。(2)通过对国铁路基从盾构到达至离开的施工全过程模拟得出:路基沉降随盾构单线掘进施工之后一段距离出现明显的Peck曲线型沉降槽,最大沉降线也基本位于隧道轴线正上方。隧道双线掘进后路基表面出现“双槽型”沉降,路基沉降基本沿着两隧道中间线呈对称分布。路基顺线路方向水平位移也呈现较为明显的关于隧道轴线两侧对称分布的状态。(3)高铁桥梁在盾构到达至离开的施工全过程中,桥梁承台墩柱沉降基本遵循离盾构越近的角点沉降越大的规律,随着盾构掘进倾斜方向也随之发生改变。随着盾构的掘进上部覆土压力使衬砌管片上下受压呈现椭圆状变形,变形通过土体作用给桩基使桩身中部也逐渐呈现向盾构外侧的侧移变形。同时桩基又受到土体位移带来的负摩阻力影响,桩基中性点的深度与其和盾构隧道之间的距离有关,距离隧道越近的桩由于受地层位移影响越严重,土体相对桩基的沉降越大导致桩土之间的负摩阻力越大。(4)通过对不同长度及半径范围和不同注浆延后距离的壁后二次注浆加固模型计算结果的分析发现:适当增加二次注浆加固半径对桥梁墩柱和桩基位移的控制效果特别是对墩柱水平位移的抑制效果远优于增加注浆加固长度对相应位移的抑制效果,而延后掌子面不同距离进行二次注浆虽都能有效降低墩柱各向位移值,但注浆落后掌子面距离越远,这种抑制作用便越小。
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