隧道斜交下穿施工引起既有线的沉降变形分析

发布时间：2019-12-03 09:05

【摘要】：针对某新建隧道斜交下穿既有高速铁路客运专线隧道,提出预留开挖区内先进行预支护,再进行开挖的施工方案。通过模拟不同工况下既有隧道的沉降变形,并与经验公式法及实测既有隧道沉降变形作比较,研究新建隧道下穿施工对既有隧道同一横断面不同监测位置的影响,结果表明新建隧道采用锚杆加超前小导管进行预支护能将沉降值控制在许可范围内;既有隧道结构横断面上会产生扭转变形,建议对既有隧道进行注浆加固。
【图文】：

N/m3）粘聚力/kPa摩擦角/（°）风化岩500.32336033熔结凝灰岩3500.252580035弱、微风化凝灰岩10000.226200040表2既有隧道支护参数材料名称弹性模量/MPa泊松比重度/（kN/m3）中空注浆锚杆2×1080.378.5砂浆锚杆2×1080.378.5初期支护3×1070.225二次衬砌2×1070.224表3新建隧道支护参数材料名称弹性模量/MPa泊松比重度/（kN/m3）中空注浆锚杆2×1080.378.5小导管2×1080.378.5初期支护3×1070.225二次衬砌3×1070.225钢架喷射混凝土浇筑混凝土图3超前小导管纵向布置示意2隧道预支护方案新建隧道下穿里程范围为SDK2+335~SDK2+410，长75m；既有双线隧道受影响段为K765+025~K765+095，长70m。为使既有隧道沉降变形不大于3mm，保证既有隧道安全运营并节约预支护成本，对超前锚杆注浆，，超前小导管注浆，超前锚杆+超前小导管注浆等3种预支护方案建模，并进行对比。2.1方案一在新建隧道拱部设置超前锚杆进行预支护加固，超前锚杆为中空注浆锚杆，直径25mm，长4.5m，外插角40°，环向间距0.3m，并将尾端焊接于型钢钢架上（图2）。2.2方案二在新建隧道拱部设置超前小导管进行预支护加固，小导管为热轧无缝钢管，壁厚3.5mm，直径42mm，长4.5m，外插角10°，环向间距0.3m，钢管长4m，钻设10注浆孔，梅花形布置，间距15cm，与槽钢钢架配合使用（图3）。（a）（b）图1上、下隧道的平面位置关系示意（a）上部隧道；（b）下部隧道钢架喷射混凝土浇筑混凝土图2超前锚杆纵向布置示意2.3方案三在新建隧道拱部设置超前锚杆加超前小导管进行预支护加固，超前小导管与超前锚杆的环向间距各为0.6m，其余尺寸、布置方式与方案一、二相同（图4）。钢架喷射混凝

建筑技术第48卷第11期·1164·小导管等。本文通过模拟不同工况下预支护空间计算模型，对比经验公式法以及实测所得既有隧道沉降变形值，得出相应的结论。1工程概况某新建隧道为次重型单线铁路隧道，与已建成通车的铁路客运专线隧道成26.27°斜交，并下穿既有隧道，下穿里程：新建隧道为SDK2+375，既有隧道为K765+055。既有隧道顶部埋深10.60m,下穿段新建隧道内轨顶距既有隧道内轨顶22.40m，新建隧道二次衬砌拱顶外缘与既有隧道衬砌仰拱净距为12.36m。上、下隧道的平面位置如图1所示。主要地层的物理力学参数，既有隧道的支护参数，新建隧道的支护参数如表1 3所示。表1地层参数土层弹性模量/MPa泊松比重度/（kN/m3）粘聚力/kPa摩擦角/（°）风化岩500.32336033熔结凝灰岩3500.252580035弱、微风化凝灰岩10000.226200040表2既有隧道支护参数材料名称弹性模量/MPa泊松比重度/（kN/m3）中空注浆锚杆2×1080.378.5砂浆锚杆2×1080.378.5初期支护3×1070.225二次衬砌2×1070.224表3新建隧道支护参数材料名称弹性模量/MPa泊松比重度/（kN/m3）中空注浆锚杆2×1080.378.5小导管2×1080.378.5初期支护3×1070.225二次衬砌3×1070.225钢架喷射混凝土浇筑混凝土图3超前小导管纵向布置示意2隧道预支护方案新建隧道下穿里程范围为SDK2+335~SDK2+410，长75m；既有双线隧道受影响段为K765+025~K765+095，长70m。为使既有隧道沉降变形不大于3mm，保证既有隧道安全运营并节约预支护成本，对超前锚杆注浆，超前小导管注浆，超前锚杆+超前小导管注浆等3种预支护方案建模，并进行对比。2.1方案一在新建隧道拱部设置超前锚杆进行预支护加固，超前锚杆为?

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