高速公路隧道施工对既有铁路隧道的影响

2019年29期技术创新科技创新与应用Technology Innovation and Application铁路隧道下穿高速公路施工技术朱胥仁（中铁五局集团第一工程有限责任公司，湖南长沙410117）1工程概况1.1概况下坂隧道位于福建省宁德市蕉城区漳湾镇下坂村附近。

设置为单线隧道，建筑长度2149m ，隧道长度2144m ，在SDK388+375~SDK388+413段下穿沈海复线高速公路共38m ，交叉点高速公路设计桩号为DK10+273.442，道路宽度33.5m ，隧道拱顶距离路面垂直距离约15m 。

交叉段采用地表注浆加固处理，作业平台采用C30钢筋混凝土厚60cm ，顶面在高速公路路面以下77cm 处。

隧道通过为剥蚀丘陵区，地形呈波状起伏，地势平缓~较陡峭，自然坡度约为10~45°，相对高差最大约为30~100m ，植被发育，局部极发育，多辟果树、灌木、蕨类、高禾杂草等，交通不便。

隧址区出露的地层岩性主要为第四系残坡积土层（Qel+dl ）、碎石土（Qel+dl ）、燕山早期第二次侵入（ηrb5（2）3）中粗粒二长花岗岩。

1.2下穿高速公路段情况简述隧道距在建沈海高速2*40米分离式桥桥台距离29.8米。

施工工法为三台阶临时仰拱法，隧道洞身采用Ⅴc 复合型衬砌,全段超前支护采用φ89mm 长管棚，环向间距40cm ；初期支护为单层喷射混凝土，厚25cm ，采用I18工字钢架加强支护，钢架间距60cm/榀；二次衬砌采用C35钢筋混凝土，厚度50cm 。

沈海高速计划2016年10月1日通车，需确保通车前完成下穿段二次衬砌，时间紧、任务重。

隧道下穿沈海高速公路的位置关系见图1、图2。

另外，与其他隧道下穿高速公路实例不同的是，本隧道是与在建高速公路交叉，为确保施工过程顺利进行，在下穿高速公路40m 范围内采用地表注浆，横向加固范围为隧道中线两侧各15m ，竖向加固范围为深入基岩弱风化层以下1m 。

地铁盾构隧道下穿高速铁路高架桥影响分析摘要：结合地铁工程实例，借助Midas GTS-NX有限元软件分别对地铁隧道盾构下穿铁路高架桥进行三维数值仿真，并通过现场监测数据对数值模拟结果进行对比验证，证明数值模拟分析方法真实可靠，对类似工程具有一定借鉴意义。

关键词：盾构隧道下穿高速铁路高架桥影响分析中图分类号文献标识码文章编号1 引言在盾构隧道下穿高架桥过程中，会对地层产生作用，造成内力发生改变，严重情况下极易造成桩端承载力丧失，对桥梁上部结构造成重大安全隐患。

因此，对于类似盾构隧道下穿高架桥等特殊工况，需进行专项安全性分析研究。

本文借助Midas GTS-NX有限元软件不同工况下地铁隧道盾构下穿高速铁路高架桥进行三维数值仿真，并通过现场监测对数值模拟结果进行对比验证。

2工程概况地铁17号线北神树站～朝阳港站盾构区间为单洞单线圆形隧道，外径6.4m，管片厚度0.3m，属浅埋隧道。

根据区间施工单位的工程筹划，施工拟投入两台盾构，分别先后完成左线区间和右线区间掘进，掘进方向为北神树站到朝阳港站方向，掘进速度约为每天8~10环。

3 数值计算由于土体力学的复杂性以及施工对周边环境影响的多面性，采用常规手段难以合理的把握区间施工期间对既有高速铁路的影响。

本文采用MIDAS GTSNX软件针对盾构区间下穿京津城际铁路高架桥桩基进行三维数值计算。

3.1计算模型盾构区间单洞洞宽为6.4m，线间距为13m，施工投入两台盾构，先后完成左线区间和右线区间掘进，区间结构距离左右桩基最小距离分别18.1m、18.5m，区间拱顶覆土约8.0m。

在满足精度的前提下对模型进行简化，模拟盾构推进过程，计算模型见下图1。

图1数值模型3.2参数及边界条件土体采用修正摩尔-库伦弹塑性本构模型。

盾构管片、盾壳采用板单元，弹性模型；同步注浆以及浆液与土体的作用，采用应力释放程度和等代层来考虑，等代层采用弹性模型；承台采用实体单元，弹性模型；桥梁等效为荷载作用于承台；桥桩采用嵌入式桁架单元模拟；洞内二次深孔加强注浆采用实体单元提高土体参数、修正摩尔-库伦模型模拟。

盾构隧道下穿既有铁路路基及桥梁桩基施工过程影响研究摘要：随着社会不断的发展，人们对出行效率要求的不断提升，铁路基础工程的建设数目正在日益增加。

由于我国幅员辽阔，各地的地形地貌上也有很大的差距，在铁路架设过程中如果出现了山体，其中一个解决的办法就是进行隧道的挖掘和建设。

本文以北京地铁十号线为例，探讨了盾构隧道施工的过程中，铁路路基以及桥梁桩基受到的影响，并且陈述了相应的计算内容，提供了计算下穿模拟的思路。

关键词：盾构隧道；铁路路基；桥梁桩基；影响1、铁路路基以及桥梁桩基在盾构隧道施工的过程中受到的影响在盾构隧道进行施工的过程中，引发铁路和桥梁在结构上产生变形最主要的因素主要有：①因为开挖面在应力释放方面引发了相应的弹塑性变形，从而致使地层反力在大小以及分布方面的改变；②因为地下水位的变化导致覆土层固结并且沉降，让垂直方向上的土壤结构承受更大的压力；③因为正面土壤产生过大的压力而导致弹塑性变形，致使作用土承受的压力增加；④由于盾构推行是附近土壤受到影响而导致土壤结构上的变化，导致弹塑性的下降，致使土壤对桩基产生的反作用力在分布和大小上的变化。

因为以上这些外部条件产生了变化，导致地面路基以及桩体出现下沉或者倾斜等方面的改变。

实际的影响程度是由路基与桩基的结构和强度等内在特征所决定的。

而且在对附近项目施工产生的影响进行研究的时候，还应该考虑到盾构跟桩基距离、施工范围大小以及所在地点的地质结构和条件等。

因为产生影响的因素纷繁复杂，盾构推进导致的铁路路基和桥梁桩基结构上的变化务必要以理论计算作为基础。

而在工程施工中导致的土层沉降以及桩基变形都跟地质结构有比较大的关系，所以要结合地层结构的模型加以分析。

2、理论计算的具体内容和方法2.1计算的内容计算的主要内容有两个方面：①地铁十号线施工对京九铁路的路基在沉降方面产生的影响；②对京沪高铁和动车线路山桥梁结构在变形方面的影响。

2.2计算的方法采用ANSYS软件，并利用三维模式的地层结构的模型，研究盾构隧道在穿越时导致的铁路路基和桥梁桩基的形态变化。

客运专线铁路隧道下穿既有高速公路施工技术
曾雪松
【期刊名称】《建筑技术开发》
【年(卷),期】2017(044)005
【摘要】客运专线铁路隧道下穿既有高速公路施工环境复杂,常出现超浅埋大断面施工问题,较难实现安全、快速通过的施工目标,严重阻碍了高速公路交通的良性发展.从超浅埋大断面施工问题出发,对传统CRD施工方法进行了优化,就客运专线铁路隧道下穿既有高速公路工程相关施工技术发表几点看法,以供相关部门参考.【总页数】2页(P36-37)
【作者】曾雪松
【作者单位】中铁十九局集团第七工程有限公司,广东珠海519000
【正文语种】中文
【中图分类】U455.411
【相关文献】
1.客运专线铁路隧道下穿既有高速公路施工技术 [J], 鲁斌
2.客运专线铁路隧道下穿既有高速公路施工技术 [J], 陈建国
3.高速铁路隧道下穿既有铁路隧道施工技术研究 [J], 赵艳波
4.双线铁路隧道下穿既有高速公路的施工技术 [J], 马红星
5.新建高速公路隧道下穿既有铁路隧道施工影响分析 [J], 钟彦之
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双线铁路隧道下穿既有高速公路CRD法优化施工技术摘要：在高速公路运营线下下穿客运专线铁路施工，为确保公路行车安全和铁路施工安全，施工难度较大，本文结合工程实际，提出了有效的施工方法，便于类似工程借鉴。

关键词：隧道下穿crd法优化施工中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：新建隧道下穿既有结构物/构筑物时，隧道及结构物/构筑物的变形控制和爆破控制难度大，隧道一般采用较强的支护参数，并且采用分部开挖，以控制隧道结构变形和地表沉降，造价较高，工期相对较长。

笔者通过温福铁路笔架山隧道下穿沈海高速公路施工，结合实际情况，对传统的crd工法进行了优化，取得了良好的效果。

1工程概况笔架山隧道出口段dk222+250～+300下穿沈海高速公路，覆盖层厚度为1.5～2.4米。

在施工段往福州方向23m有飞鸾立交桥,其左侧有宽5m、长38m的边坡带。

该段地质情况为剥蚀低山，根据开挖后揭示地质情况，表层为miq人工填碎石土间夹块石，厚为1.5～2.0m；下伏浅红色二长花岗岩，中粗粒结构，弱风化，岩体完整，岩体质地坚硬，基岩裂隙水不发育。

沈海高速公路与隧道出口位置关系如图1所示。

图1线路关系总平面图2施工方案原设计dk222+282～dk222+300采用扣拱暗挖法施工，dk222+250～dk222+282下穿高速段采用长管棚超前支护crd暗挖法施工，长管棚由两端向中间施作，中间搭接6m。

基于以下原因对下穿段crd工法进行优化，变为上部分部开挖，下部环形开挖预留核心土法。

2.1原设计地质为上部3m左右杂填土、下部为全风化花岗岩，岩体破碎；而实际开挖时地质仅上部1.5～2.0m为原高速公路土夹石填筑层，下部均为弱风化花岗岩、块状镶嵌结构，岩体完整、岩体质地坚硬。

整体地质条件较好。

2.2正常crd工法开挖分六部，每部开挖需距离3－5m，这样则纵向距离过长，单循环开挖长度则需15m左右，导致衬砌与开挖面距离过长、不能紧跟掌子面。

地铁隧道下穿对既有铁路的影响分析及加固对策赵大亮【摘要】地铁盾构下穿既有铁路施工时,土体的扰动会导致既有铁路产生不均匀沉降,对铁路安全运营产生非常不利的影响.本文考虑盾构隧道下穿施工,铁路路基及结构间的相互作用关系,建立结构-路基-土体有限元模型,分析盾构施工过程中铁路路基和框架桥的变形特征,评估工程安全性,提出相应的施工加固措施和加固范围,并与监测结果进行了对比分析,结果表明设计所采取的加固措施是切实可行的.【期刊名称】《铁道建筑技术》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】5页(P73-77)【关键词】盾构施工;地铁隧道;框架桥;下穿铁路;有限元【作者】赵大亮【作者单位】中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600【正文语种】中文【中图分类】U455.431 引言随着我国城市交通的快速发展，地铁盾构下穿既有铁路的情况已成普遍现象。

盾构下穿铁路施工会扰动周围土体，引起周围地层损失及路基沉降，进而造成既有构筑物发生变形，将会对列车的安全运营产生不利影响［1］。

这类工程施工难度高、风险大，一旦出现问题，将会造成极大的经济损失。

目前，国内外对盾构下穿既有铁路地表和既有结构沉降的规律已有大量的研究［2-10］。

已开展的研究中，盾构下穿铁路线路对周围土体和结构变形方面的影响研究较多，较少从加固措施和安全性评价方面进行研究。

因此，开展地铁下穿既有铁路桥梁结构变形控制及加固措施技术研究，保证铁路安全运营，具有十分重要的意义。

本文以北京地铁8号线盾构穿越丰双铁路框架桥为例，重点研究盾构下穿过程中各种加固措施对既有铁路路基和框架桥变形的影响，进而提出相应的加固措施和变形控制技术，从安全性角度做出评价，为类似工程提供参考。

2 工程概况2.1 北京地铁8号线大和区间本段区间为北京地铁8号线三期工程大红门桥站-和义站区间。

区间线路北起大红门路与南苑路相交路口处的大红门桥站，线路出站后从南苑路西侧穿南四环路绕过大红门立交桥（K38+60.000～K39+320.000），中间穿过丰双铁路（K39+000.00）到达和义站（见图1）。

隧道爆破对临近特高压铁塔影响研究摘要：随着我国经济的快速发展，城际交通网日益发达，高速铁路建设快速发展，施工过程中通常伴随着山区复杂环境下的隧道工程。

在隧道爆破掘进过程中，隧道往往会临近或下穿一些重要的地表敏感性建筑物，并在一定程度上引起地表建筑物的振动，当建筑物振速达到临界值，会形成不同程度的损坏。

针对隧道爆破对周边建筑物的影响问题，进行了相关的研究。

关键词：隧道爆破；临近特高压铁塔；影响引言随着中国高速公路建设的迅速发展，隧道越来越多地在山区的复杂环境中建设，拆除隧道往往会影响房屋、滑坡、管道和高压输电塔等易受震动和保护的目标。

当高压输电塔通过隧道下方或附近时，振动可能导致高压输电塔淹没地球表面或倾斜，甚至可能导致塔结构倒塌，对生产安全和正常生活构成严重威胁。

为此，隧道内的土方工程应集中注意爆炸震动对附近高压输电塔的影响。

1爆破振动监测方案实际工程中在３座铁塔塔基上分别布置１个振动监测点，安装三轴振动传感器。

监测使用的是Ｌ２０－Ｎ数据采集设备及配套软件，采集精度高，可满足本工程监测需求。

为了保证采集到的振动信号的有效性和振动波形的完整性，设置的触发电平为０.５ｍｍ／ｓ，采样频率２０００Ｈｚ，监测周期２ｓ。

监测点布置如图1所示，Ｒ为铁塔塔基测点和隧道爆心的直线距离，即爆心距。

图1监测点布置图2隧道施工方案隧道门段采用浅挖法，暗洞段采用楼梯临时高程法。

进口出口单头开挖，视围岩条件和施工机械设备而定，如果有利于保持围岩稳定性，应尽可能考虑到机械操作方便和钢箱加工尺寸等因素每条圆形进气规则不得超过2节钢筋的支撑距离(第三类围岩通过开挖支撑1节钢筋，约0.75米)，锁紧螺栓采用长度为50mm × 3.5m的钢管，每根风管4组，每组2组，并可靠地连接到应该及时跟踪水线和双毛毡，第二毛毡的距离不得超过手掌表面70米。

具体方法如下:(1)挖掘第一部分，对洞体第一部分进行超前处理和初步处理。

(2)完成高于适当距离的步骤后，挖第二步，并对孔体部分进行初始支撑。

汇报人：日期:CATALOGUE目录•高速铁路隧道工程概述•高速铁路隧道设计•高速铁路隧道施工•高速铁路隧道安全与质量控制•高速铁路隧道工程案例分析•总结与展望高速铁路隧道工程概述01高速铁路隧道工程是指为满足高速列车行驶需要，在地质条件下利用工程机械修建的隧道。

定义具有较高的技术要求，需要考虑到隧道内的空气动力学效应、隧道结构设计、施工方法等因素。

特点定义与特点通过修建高速铁路隧道，可实现列车的高速通行，提高铁路运输能力和效率。

提高铁路运输能力优化国土空间布局提高安全性高速铁路隧道能够穿越山地、丘陵等复杂地形，优化国土空间布局，促进区域经济发展。

高速铁路隧道具有较好的封闭性，能够减少外部环境对列车行驶的影响，提高列车行驶的安全性。

030201高速铁路隧道工程的重要性高速铁路隧道工程的历史与发展高速铁路隧道工程起源于20世纪初，随着工程技术的发展和进步，逐渐得到了广泛应用和发展。

发展目前，我国已成为世界上高速铁路隧道工程建设规模最大、技术水平最高的国家之一，未来还将继续推进高速铁路隧道工程建设，提高铁路运输能力和效率。

高速铁路隧道设计02根据施工条件、线路要求和地质条件，选择合适的断面形状，如圆形、马蹄形、矩形等。

隧道断面形状根据列车通行、施工安全、结构稳定及地质条件等因素，确定合理的隧道横断面尺寸。

隧道横断面尺寸为保证列车安全舒适地运行，隧道内应保持规定的净空面积和净空高度。

隧道净空隧道断面设计根据围岩的物理力学性质、岩体结构特征等因素，对围岩进行分级，以便于选择适当的支护类型和参数。

围岩分级包括喷射混凝土、锚杆、钢支撑等，提供足够的支撑力，防止围岩变形和破坏。

初期支护在初期支护的基础上，采用更强的支护措施，如钢筋混凝土衬砌等，以增加隧道的整体稳定性。

二次支护隧道支护结构设计排水设计通过设置排水沟、排水管等设施，将地下水排出隧道外，以防止积水对隧道结构造成不利影响。

防水设计采用防水卷材、防水涂料等材料，防止地下水渗透进隧道内。

新建隧道“零距离”下穿既有地铁车站结构变形分析新建隧道“零距离”下穿既有地铁车站结构变形分析新建隧道“零距离”下穿既有地铁车站结构变形分析吴昊天1，武科2，张文1，王亚君1，于雅琳2，李光勇3 (1.山东大学岩土与结构工程研究中心，山东济南250061;2.山东大学土建与水利学院，山东济南250061;3.山东贝特建筑科学研究院, 山东济南250061) 摘要：随地铁工程的迅速发展，下穿工程越发常见，如何预测和控制新建隧道下穿施工中对既有结构的影响，以保证既有机构的正常使用已成为设计者和科研人员的重要课题。

结合深圳地铁7号线“零距离”下穿既有福民车站工程，通过数值模拟、监控分析等方法，研究下穿施工对车站既有结构的影响程度和范围。

研究表明：下穿施工过程中，整体车站结构呈现轻微上浮的趋势，较大变形出现在隧道上方底板结构处及其两侧，与监测数据分析结果相符；车站楼板结构主应力主要以承受压应力为主，与隧道相接处承受最大主应力拉应力。

通过数值模拟和监测对比分析，研究下穿施工影响规律，为类似工程提供参考和借鉴。

关键词：深圳地铁；下穿施工；下穿车站；数值模拟；监测分析近年来，城市轨道交通工程发展迅速，城市地铁网络纵横交错越发完善，因而时常出现新建地铁隧道近接既有结构施工的情况，如何控制下穿施工过程中对既有结构带来的扰动，以保证其正常运营就成了地铁设计与科研人员面临的重要课题[1-5]。

本文基于深圳地铁7号线“零距离”下穿既有福民车站工程，对新建隧道近接施工问题展开研究。

针对这一问题，已有许多学者做了相关研究，其中主要研究方法是通过数值模拟软件进行分析研究，例如万良勇等[6]运用数值方法，研究了下穿施工采用台阶法以及CRD法等施工方式对车站结构的受力和变形的影响，同时通过对不同加固措施的模拟，从而确定了施工方案与加固措施的优选；江华等[7]以盾构隧道下穿车站工程为例，通过数值与监测结合的方法，对车站结构变形进行研究，其认为车站总体变形符合正态分布，并对沉降发育过程进行了陈述；部分研究者基于理论研究对隧道近接施工进行讨论，杨[8]在其研究中，考虑隧道下穿施工对周围地层与结构产生的扰动和附加应力，讨论了夹层土体对既有结构和下穿隧道的影响；夏坤等[9]结合南京地铁实例，研究了9种沉降变形预测模型的实用性和精确度，得出了具有实际意义的结论；此外，也有学者从风险控制等多种角度对该问题进行研究，如马丽[10]依据理论研究和监测数据，建立了隧道施工以既有车站风险识别、风险估计、风向决策等一系列风险分析方法，并以具体工程为例，进行了风险评价分析。