土岩结合地层暗挖区间隧道下穿建筑物变形预测研究
城市轨道交通枢纽大跨隧道暗挖下穿既有公路隧道施工技术
城市轨道交通枢纽大跨隧道暗挖下穿既有公路隧道施工技术摘要本文结合成都轨道交通18号线博览城枢纽大跨隧道暗挖下穿厦门路隧道的工程实际，就隧道暗挖下穿既有公路隧道的地层加固和分部开挖的施工技术进行了总结与分析，所得的施工技术对类似轨道交通区间大跨隧道暗挖下穿既有隧道工程的结构设计与施工提供参考和借鉴意义。
关键词轨道交通，大跨隧道，暗挖下穿，施工技术1 工程概况随着城市轨道交通建设的不断发展，在线路设计和施工中不断出现了新建线路下穿既有线路和既有工程结构如铁路隧道和公路隧道等建筑物的交叉工程问题。
为减少新建轨道交通区间隧道下穿既有公路隧道时对既有隧道结构的影响，国内外对此开展了大量的工程实践和研究，也取得了较为丰富的研究成果，并积累了大量的成功经验和工程技术措施[1~2]。
本文结合成都轨道交通18号线博览城枢纽大跨隧道暗挖下穿既有市政公路隧道的工程实际，就轨道交通区间大跨隧道暗挖下穿既有公路隧道的施工技术进行总结，以便为类似交叉工程的施工提供指导和借鉴。
成都博览城综合交通枢纽工程是成都轨道交通1号线与6号线、18号线以及16号线在福州路站所形成的4线以“H”形进行换乘的车站，其位于成都市双流县煎茶镇东北方约6km。
18号线福州路站位于天府大道东侧呈南北走向，车站的平面位置见图1。
图1 轨道交通18号线福州路站平面图成都轨道交通18号线福州路站的结构形式设计采用了地下3层的岛式站台车站，车站的总长度为664m，设计的站台宽度为15m，车站底板的埋深约为21m。
在车站的南端设置有配线的明挖区间。
车站南段的暗挖隧道下穿已经建成的厦门路下穿公路隧道，18号线暗挖隧道轴线与厦门路下穿公路隧道轴线之间呈90°夹角。
从图1可以看出轨道交通18号线福州路站的暗挖隧道以90°角度正穿既有的厦门路东段的下穿市政公路隧道。
根据轨道交通18号线线路走向的总体设计要求，18号线福州路站南段里程YDK30+461.000~YDK30+531.000段为暗挖段，其长度有70m，其中里程YDK30+481.150~YDK30+515.250段需要下穿既有的厦门路下穿市政公路隧道。
地铁区间隧道下穿高速铁路桥梁安全评价分析及防治对策
1引言随着高速铁路路网的逐步完善及城市化进程的迅猛发展,城市基础设施建设不可避免会与铁路路网建设存在交叉。
目前,大城市的地铁运营里程在迅速增长,为避免与高速铁路产生较大干扰,一般尽可能使地铁从高速铁路桥梁下穿。
因为下穿高速铁路的项目日益增多,高速铁路的安全运营要求较高,下穿高速铁路风险较大[1-4],为此,国家铁路局发布了相关规程来规范下穿高速铁路工程的设计与施工[5]。
本文基于福州市某条地铁区间隧道下穿高速铁路桥梁的工程实例,根据现场实际,提出相应防治对策,并通过Midas GTS 建模计算分析其对高速铁路桥梁的影响,为今后类似项目提供参考。
2工程概况及地质条件区间隧道为单线单洞盾构区间,盾构上方布置供地铁使用的110kV 电力管线。
区间隧道左右线及电力管线下穿福平铁路闽江特大桥9#、10#桥墩。
下穿处区间隧道左线与铁路桥夹角74°;右线与铁路桥夹角73°。
下穿处桥梁孔跨为68m+128m+68m 连续梁主跨,基础为12根准2.5m 钻孔灌注桩。
福平铁路闽江特大桥9#、10#桥墩承台尺寸均为19.90m ×14.6m ×5.0m (长×宽×高)。
区间隧道埋深约9.9m ,左线隧道距离桥墩(9#)承台边缘最近距离为5.64m ,右线隧道距离桥墩(10#)承台最近距离为62.8m 。
区间隧道、保护涵下穿铁路平面关系如图1所示。
区间隧道横断面如图2所示。
电力管线采用1-1.6×1.9m 钢筋混凝土保护涵下穿铁路桥,交角59°。
保护涵横断面如图3所示。
保护涵距离9#墩承台最小水平距离为17.23m ,距离10#墩承台最小水平距离为69.74m 。
下穿处桥下净空约33m 。
涉铁段区间隧道段主要穿越杂填土、淤泥、粉质黏土、中风化花岗岩、微风化花岗岩。
【作者简介】王佩新(1990~),男,福建南安人,工程师,从事桥梁与隧道工程设计与研究。
滇中红层软岩大变形预测分级研究——以滇中引水工程大转弯隧洞为例
总第817期第23期2023年12月河南科技Henan Science and Technology矿业与水利工程收稿日期：2023-05-29作者简介：李昱（1984—），男，本科，高级工程师，研究方向：隧道与地下工程。
滇中红层软岩大变形预测分级研究——以滇中引水工程大转弯隧洞为例李昱1赵信1李克献2（1.云南省滇中引水工程建设管理局楚雄分局，云南楚雄675000；2.云南省滇中引水工程有限公司，云南昆明650000）摘要：【目的】为探究滇中红层隧洞软岩大变形规律，以滇中引水工程楚雄段隧洞为例，进行预测分级研究。
【方法】采用三维计算模型对隧洞初始地应力进行分析，结合工程实际对各典型断面进行计算，并系统性地分析隧洞各典型断面最大位移量和工程地质情况及[BQ]值之间的关系。
【结果】滇中红层软岩大变形主要受工程地质影响，通过[BQ]值和最大位移量可以对滇中红层隧洞软岩大变形等级进行分级预测。
【结论】本研究为判别隧洞软岩大变形情况提供了技术支撑，并为大变形分级提供了重要依据。
关键词：软岩隧洞；软岩大变形；预测分级指标；数值模拟中图分类号：TV554文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2023）23-0070-04DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.23.014Study on Large Deformation Prediction Classification of Red-Bed SoftRock in Central Yunnan——Taking the Large Turning Tunnel of Water Diversion Project in Central Yunnan as an Example LI Yu 1ZHAO Xin 1LI Kexian 2(1.Chuxiong Branch of Central Yunnan Water Diversion Project Construction Management Bureau,Chuxiong 675000,China;2.Yunnan Dianzhong Water Diversion Engineering Co.,Ltd.,Kunming 650000,China )Abstract:[Purposes ]In order to explore the large deformation law of soft rock in red bed tunnel in cen⁃tral Yunnan,the prediction and classification research is carried out based on the Chuxiong section tun⁃nel of central Yunnan water diversion project.[Methods ]The three-dimensional calculation model was used to analyze the initial geostress of the tunnel,and the typical sections were calculated according to the engineering practice.Secondly,the relationship between the maximum displacement of each typical section of the tunnel and the engineering geological conditions and [BQ]values is systematically ana⁃lyzed.[Findings ]The large deformation of red-bed soft rock in central Yunnan is mainly affected by en⁃gineering geology.The large deformation grade of soft rock in red-bed tunnel in central Yunnan can be predicted by [BQ]value and maximum displacement.[Conclusions ]This study provides technical sup⁃port for judging the large deformation of tunnel soft rock and provides an important basis for large defor⁃mation classification.Keywords:soft rock tunnel;large deformation of soft rock;prediction classification index;numericalsimulation0引言随着中国地下工程建设的不断发展，隧洞建设逐渐变得更复杂。
呼和浩特地铁2号线浅埋暗挖隧道施工引起的地层变形分析
2047.5
粉土
3.2
21.6
2.1
1.8
3.6
2068.5
细砂
6.6
33.0 3.0
0.0
10.3
2006.6
黏土
2.6
17.5 0.0
2.6
4.1
2058.0
ห้องสมุดไป่ตู้
细砂
7.5
36.0 3.0
0.0
10.3
2006.6
中砂 10.6 36.0 5.1
0.0
16.5
2058.0
表 2 支护结构物理力学参数
地表沉降值随着开挖过程的推进不断变大，沉降变形 曲线以隧道中心线为对称轴，最大值出现在拱顶处，约为 24.138mm，小于规范和设计允许值，隧道开挖造成地面沉 降的影响范围为隧道中心左右两侧各 25m。■
参考文献 [1] 李成伟 . 盾构隧道垂直下穿管线变形因素分析及控制技术研究
[J]. 工程机械与维修 ,2020(05):92-93.
3 现场实测
在本隧道开挖时，在海拉尔大街的中央分隔带设置了 监测点来监测隧道开挖过程中的地表沉降。以海拉尔大街 中心点为对称轴，每个 5m 设置一个监测点，共计 9 个监测 点（JM-1 ～ JM-9），测量范围为隧道中心左右两侧各 20m
CM&M 2021.04 163
用户·施工 CONSUMERS & CONSTRUCTION
0 引言
地铁隧道施工会将原有的土体平衡打破，产生应力重 分布现象 [1-3]，引起周边土体的沉降变形。地表沉降会对周 围建筑物产生安全隐患，过大的变形甚至会导致建筑物的 坍塌，因此在施工期对地表沉降的监测显得尤为重要 。 [4-7] 除了现场实测外，常见的沉降预测方法有有限元法、解析法 和经验法 [8-12]。其中经验法以 Peck 公式为代表，国内外近些 年对其研究主要集中在公式及其参数修正方案领域 [13-15]，但 各工程地质条件均不同，根据经验法得到的沉降数据与实 测数据之间差异较大，而有限元模拟法在地铁隧道开挖方 面的适用性较强，应用范围较广 。 [16-17]
黄土地区暗挖段隧道中洞施工地层变形特性分析
摘
要： 以西 安 地 铁 隧道 为 工 程 背 景 ， 现 场 实 测 和 数 值 模 拟 的基 础 上 ， 究 了 浅 埋 暗 挖 地 铁 隧 道 穿 越 黄 土 在 研
区时 围岩 的 位 移 变 形 规 律 ． 果 表 明 ， 用 台 阶法 施 工 ， 导 引 起 的 沉 降 量 远 小 于 下 导 引 起 的 沉 降 量 ， 导 开 结 采 上 下
施 工方 法对 黄土层 稳定 性 的影 响．
界 不 明显 ， 水 层 厚 度 ２ 含 ０～８ 潜水 主要 依 靠 秦 ０ ｍ．
岭 山前 洪积平 原 、 土塬 区大 气 降 水 入 渗补 给 以及 黄 地 表水 径流入 渗补 给． 开挖 线 位 于 地 下 水位 以下 约
１ 工 程 概 况
选 取计 算 范 围 ． 顶 上 部 取 上 覆 土 层 的平 均 埋 深 拱
单元 ， 护体 系采用 四边 形壳单 元进 行模 拟． 建模 支 为
方便 ， 护体 系采用线成 面 的方 式生 成 ， 其常数 属 支 在 性里 设定 了厚度 值 ． 厚度 值 相 对 开挖 土 体 和整 个 围
岩很 微小 ， 因此 这样 设 置对 整 个模 型 的计算 精 度 无
挖 后 应 在 最 短 时 间 内进 行 初 期 衬 砌 支 护 ； 台 阶 开 挖 所 引 起 的 拱 顶 沉 降 量 大 于 下 台 阶 引 起 的 沉 降 量 ， 沉 降 上 其 值 在 下 导 掌 子 面 通 过 ２ Ｄ为 隧洞 洞 径 ） 离 后 逐 渐 趋 于 稳定 ． Ｄ（ 距 关 键 词 ： 土地 区 ； 埋 暗 挖 隧 道 ； 黄 浅 数值 模 拟 ； 形 规 律 ； 阶法 施 工 变 台
文 章 编 号 ：０ ２— ６ ４ ２ １ ） ２— １ ９一 ５ １０ ５ ３ （０ ２ ０ ０ １ Ｏ
浅谈复杂地层条件下城市地铁区间隧道浅埋暗挖施工技术
标准 ， 最终实现全面推广绿色建筑 的 目标 。
４ 我国绿 色建筑 的问题
有信心通过我们 中华儿女的勤劳与智慧，把我们的家园建设 成为美丽的花 园。
我 国的绿色建筑是上个世纪后半叶开始的，也是从建筑 节能开始的， 通过借鉴 国外 的宝贵经验和 自己的努力研究 ， 我 注释 ：
国的绿色建筑工作有 了很大程度的提高 。但是，工作刚开始 ① （ 英） 汤姆 ・ 伍利， 等． 绿色建 筑手册【 Ｍ】 ． 唐钜， 许 滇， 等． 译． 北 会面临许多问题制约 ， 主要有几个方面： 京： 机械工业 出版 社， ２ ０ ０ ６ ： ５ ．
开 挖 台 阶 长 度 等手 段 来 提 高 地 铁 隧道 的开 挖 质 量和 整 体 施 工 保 证 施 工 安全 ， 控 制地 表 沉 降 。
安全指标。通过 采用 浅埋暗挖法，地铁隧道的多种技术难题 ２ ． ２浅埋暗挖法施工特点 得到 了很好的解决， 因此 ， 浅埋暗挖法对于地铁隧道施工具有 重要 的作用 。 （ １ ） 城市地铁所处地段周边建筑、 交通及地质条件 相当复 杂，通常需要选取重要有代表性 的结构物及地质地段进行 工 通过对试验段的研究与分析， 取得相应的数据来指 深圳地铁二期环中线 （ ５号线） 布太暗挖区间位 于罗湖区 程试验段 ， 东 晓路 ， 地表建筑物密集， 多为 ２ － ８层住宅和商铺。左右 区间 导地 铁 隧 道 的 设 计 与施 工 。 沿 东晓路两侧人行道穿行， 埋深在 ６ ． １ ０米之间， 拱顶地层主要 为Ｖ级 。此 区间为典型城市繁华 区浅埋暗挖隧道 。
挖法施工的工程越来越多 ， 并且展现出明显 的优越性， 目前已 够刚性的复合衬砌 （ 由初期支护和二次衬砌及中间防水层所
经 成 为 城 市 地铁 施 工 采 用 的主 要 方法 之 一 。
浅埋暗挖法施工引起的地表塌陷及控制措施
浅埋暗挖法施工引起的地表塌陷及控制措施摘要：在时代发展下，隧道施工的技术也在不断改善，而浅埋暗挖隧道施工技术中最重要的就是对地表塌陷进行控制，如果出现地表塌陷将会导致海水涌入隧道中，会产生不可设想的结果。
浅埋暗挖隧道施工是当前隧道工程中较为常见的一种，特点就是施工成本低、技术较为简单易实现，适用范围较广，但是在实际的施工过程中浅埋暗挖技术却容易对土体和岩石造成一定的损害，导致地层压力失衡从而出现变形的情况，一旦变形就会影响地下管线和建筑物的使用安全，甚至还会出现地表塌陷。
要避免地表塌陷的情况就要找出有针对性的控制措施，使隧道施工顺利进行。
本文主要通过分析地表塌陷的原因，并找出控制和预防塌陷的措施，以便于浅埋暗挖隧道施工作业的顺利进行。
关键词：浅埋暗挖；隧道施工；地表塌陷；控制措施在隧道工程的施工过程中，由于浅埋暗挖隧道施工技术适用范围广，受到了工程施工单位的广泛关注和认可。
浅埋暗挖隧道工程施工因受到地质条件以及施工环境因素的干扰，会造隧道工程出现地质塌陷问题，严重的情况下会直接影响到隧道工程的整体施工质量和施工安全性。
对此工程施工前要进行认真的分析和研究，对施工区域范围内的隧道施工地质条件进行有效的勘查，并且对可能造成隧道地表塌陷的因素进行预测，同时采取了相对应的预防控制措施来加以保障。
一、浅埋暗挖法概述由于浅埋暗挖法具备经济性高、施工简便灵活等优势，其在公路、铁路、地铁等工程中得到了广泛应用。
浅埋暗挖法主要是通过人工施工，虽然其机械化程度较低，但灵活性较高、且适应性极强，在地质条件较差的环境中也能适用。
在隧道工程的施工过程中土体很容易被扰动，使用浅埋暗挖法非常容易造成地表塌陷事故，而许多地铁隧道工程都会经过繁华地区和高层建筑，使用这种方法时，必须严格控制地表沉降，以保证现有建筑物和管道设施的安全。
如，但在浅埋暗挖隧道施工过程管理不当，则时常会发生地表塌陷和建筑物开裂等事故，严重的话还会出现塌方事故，造成人员伤亡。
浅埋暗挖法施工地铁区间隧道监控量测的实施
浅埋暗挖法施工地铁区间隧道监控量测的实施摘要：地铁施工引发的地表沉陷对地表的阻碍程度及操纵方式，是地铁建设者十分关注的问题。
文章详细介绍了在地铁工程施工中监控量测目的、内容及方式，为尔后地铁工程施工中监控量测提供了参考。
关键词：监控量测地表沉降基点拱顶变形地下工程施工是在地层内部进行，施工不可幸免扰动地层，引发的地层变形会致使地表建筑和既有的管线设施破坏。
因此，地铁隧道施工要考虑对城市环境的阻碍。
隧道施工引发的地层变形，专门是在地面建筑设施密集、交通忙碌、地下水丰硕的城市中进行地铁隧道施工，关于地铁开挖进程引发地层的力学响应在时刻和空间上的规律，不同施工方式的不同力学响应能够通过施工监测实现，并及时预测地层变形的进展，反馈施工，操纵地下工程施工对环境的阻碍程度。
1 量测目的施工监测在施工中有着极为重要的作用。
其监测的目的包括：（1）保证施工平安。
浅埋暗挖法施工的地铁区间隧道会不同程度地对周边环境产生必然的阻碍，因此，通过及时、准确的现场监测结果判定地铁隧道结构的平安及周边环境的平安，并及时反馈施工，调整设计、施工参数，减小结构及周边环境的变形，保证工程平安。
（2）预测施工引发的地表变形。
依照地表变形的进展趋势决定是不是采取爱惜方法，并为确信经济、合理的爱惜方法提供依据。
（3）操纵各项监测指标。
依照已有的体会及标准要求，检查施工中的各项环境操纵指标是不是超过许诺范围，并在发生环境事故时提供仲裁依据。
（4）验证支护结构设计，指导施工。
地下结构设计中采纳的设计原理与现场实测的结构受力、变形情形往往有必然的不同，因此，施工中及时的监测信息反馈关于设计方案的完善和修正有专门大的帮忙。
（5）总结工程体会，提高设计、施工技术水平。
地下工程施工中结构及周边环境的受力、变形资料关于设计、施工总结体会有专门大帮忙。
2 量测项目监控量测可分为必测项目和选测项目两类。
监测的要紧范围是：区间结构物中线外缘双侧30m范围内的地下、地面建（构）筑物管线、地面及道路。
区间隧道施工简介
区间隧道施工简介一、明挖法明挖法施工的地下铁道区间隧道结构通常采用矩形断面，一般为整体浇筑或装配式结构，其优点是其内轮廓与地下铁道建筑限界接近，内部净空可以得到充分利用，结构受力合理，顶板上便于敷设城市地下管网和设施。
在场地开阔、建筑物稀少、交通及环境允许的地区，应优先采用施工速度快、造价较低的明挖法施工。
二、喷锚暗挖法在城市区域、交通要道及地上地下构筑物复杂地区，区间隧道采用喷锚暗挖法施工是一种较好的选择。
隧道施工时，一般采用拱形结构，其基本断面形式为单拱、双拱和多跨连拱。
前者多用于单线或双线的区间隧道或联络通道，后两者多用在停车线、折返线或喇叭口岔线上。
采用喷锚暗挖法隧道衬砌又称为支护结构，其作用是加固围岩并与围岩一起组成一个有足够安全度的隧道结构体系，共同承受可能出现的各种荷载，保持隧道断面的使用净空，防止地表下沉，提供空气流通的光滑表面，堵截或引排地下水。
喷锚暗挖法隧道衬砌的基本结构类型为复合式衬砌。
这种衬砌结构由初期支护、防水隔离层和二次衬砌组成。
复合式衬砌外层为初期支护，其作用是加固围岩，控制围岩变形，防止围岩松动失稳，是衬砌结构中的主要承载单元。
一般应在开挖后立即施作，并应与围岩密贴。
所以，最适宜采用喷锚支护，根据具体情况，选用锚杆、喷混凝土、钢筋网和钢支撑等单一或并用而成。
在干燥无水的坚硬围岩中，区间隧道衬砌也可采用单层的喷锚支护，不做防水隔离层和二次衬砌，但此时对喷混凝土的施工工艺和抗风化性能都有较高的要求。
衬砌表面要平整，不允许出现大量裂缝。
在防水要求不高，围岩有一定的自稳能力时，区间隧道也可采用单层的模注混凝土衬砌，不做初期支护和防水隔离层。
施工时如有需要可设置用木料、钢材或喷锚做成的临时支撑，在浇筑衬砌混凝土时将临时支撑拆除，以供下次使用。
单层模注衬砌又称整体式衬砌，为适应不同的围岩条件，整体式衬砌可做成等截面直墙式和等截面或变截面曲墙式，前者适用于坚硬围岩，后者适用于软弱围岩。
暗挖区间隧道下穿地铁施工技术分析陈志权
暗挖区间隧道下穿地铁施工技术分析陈志权发布时间：2023-06-15T07:44:34.012Z 来源：《工程建设标准化》2023年7期作者：陈志权[导读] 随着国民经济水平的快速发展广东华隧建设集团股份有限公司广东广州 510000摘要：随着国民经济水平的快速发展，城市轨道交通建设越来越完善，然而，地下施工会不可避免地影响到邻近建筑，这既会影响地下工程的施工管理与控制，也可能会导致地面建筑结构发生安全事故。
基于此，本文主要对暗挖区间隧道下穿地铁施工技术进行分析，详情如下。
关键词：暗挖区间隧道；地铁；施工技术引言地铁工程属于地下施工项目，施工技术开展具有一定的难度，工程施工质量控制难度较大。
为了保证我国交通工程施工质量稳定发展，相关技术人员一定要重视施工技术控制，保护工程的质量安全。
在暗挖区间地铁工程施工中，相关技术人员要基于工程的实际情况，选择适合的施工技术手段，制定周密的施工规划以及数据监测，为工程施工质量安全提供保证。
1施工难点分析在某地铁工程施工过程中，受不同因素的限制影响，导致其面临一定的风险。
地铁工程施工采用零距离穿越施工手段，该施工技术对施工技术水平以及安全性的需求较高。
相关技术人员一定要重视地铁工程中隧道施工质量，加强对地铁隧道工程进行监控，预防在施工过程中受到作用力以及重力的影响，导致隧道发生变形病害问题。
要明确地铁隧道工程变形幅度，将车站变形量、地铁轨道变形量控制规定范围内。
另外施工中，需要去除原有的桩基。
2盾构隧道下穿影响机理及特征地下工程是利用地下有限空间，在岩石与土体之中修筑能够支撑围岩压力并且长期稳定的结构体系，利用支护结构与地下地质体相互配合来实现对隧道的支护。
由于隧道达到稳定状态是需要时间的，因此在此过程中，其受到的应力是在不断变化的。
在下穿工程施工过程中，新建隧道与既有隧道之间的相互影响和作用需要重视。
由于它们之间相距较近，会间接对既有隧道结构产生扰动，导致既有结构变形，致使其对新建隧道产生不利的反作用力。
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土岩结合地层暗挖区间隧道下穿建筑物变形预测研究摘要：本文结合了青岛地铁一期工程（3号线）土岩结合地层某浅埋暗挖区间隧道下穿既有建筑物这一工程，采用midas-gts二维平面应变弹塑性非线性方法进行分析，对土岩结合地层暗挖隧道上方建筑物的安全性进行预测。
工程最大难点在于隧道下穿既有建筑物的施工期间不能影响建筑物的正常运营。
施工中应在该范围内及时进行初期支护、封闭成环并及时进行初支背后回填注浆。
分析结果对土岩结合地层区间隧道下穿既有建筑物分析研究提供借鉴，对后续工程的施工具有重要参考价值。
abstract： this article combines the first phase project of qingdao metro （no.3） combination of soil and rock strata of a shallow-buried subsurface excavated tunnel under existing buildings project， the combination of soil and rock strata and close-cut tunnel above the prediction of building security by midas-gts a two-dimensional plane strain elasto-plastic nonlinear analysis methods. engineering the greatest difficulty during the construction of the tunnel under existing buildings could not affect the normal operation of the building. early construction should be carried out in the context of the timely support， closed into a ring and backfill grouting behind early in a timely manner. analysis on the combination of soil and rock strata tunnelsthrough analysis of existing buildings to provide inspiration， great reference value for subsequent construction.关键词：土岩结合；区间隧道；建筑物；有限元；变形key words： combination of soil and rock；sectional tunnels；building；finite element；deformation中图分类号：u231.4 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）06-0031-030 引言本文结合了青岛地铁一期工程（3号线）某浅埋暗挖区间隧道下穿既有建筑物这一课题，采用midas-gts二维平面应变弹塑性非线性方法进行分析，对土岩结合地层暗挖隧道上方建筑物的安全性进行预测，为青岛地铁后期建设和同类地层地铁施工建筑物安全控制具有重要借鉴和参考价值。
1 工程概况青岛地处胶东半岛西南部，全市地形特征呈东高西低，南北两侧隆起，中间凹陷。
燕山晚期稳固的花岗岩体以基底形式分布于地表或地下一定深度内，并在长期风化作用下形成了一定厚度的风化带，其上沉积了厚度不一的第四纪松散堆积物，是典型的“上软下硬”型的地质类型。
万年泉路站～李村站区间采用暗挖法施工，断面形式为马蹄形，复合衬砌暗挖结构，区间沿万年泉路转入京口路，地面为商业、商务办公、居住用地，区间覆土厚度约为11～21m。
由于该区间下穿建筑物较多，本文只选取具有代表性的中国银行李村支行，如图1所示。
该建筑位于李村河冲积平原区。
地面最高标高为18.03m，李村河最低标高为12.01m。
区间隧道下穿的建筑物中中国银行李村支行为地上6层局部7层的砖砌体结构，建成年代为1990年，无地下室，位于夏庄路，距离李村站约22m，基础为钢筋混凝土条形基础独立柱基，区间隧道与建筑物基础垂直距离为10.87m。
区间隧道洞身位于半砂半岩的地层中，区间隧道上半部处于富水砂层中，上覆地层为素填土（2.2m）、粉质粘土（5.4m）、粗砂（7.4m），区间隧道上部处于富水砂层中，砂层渗透系数为40m/d，下部处于中风化岩层中，上软下硬的特殊地层，给施工带来极大困难，施工风险极大，由于中国银行李村支行具有典型代表性，因此本问选取区间隧道下穿中国银行李村支行段进行计算分析。
区间隧道与中国银行李村支行的位置关系如图2～3所示。
2 施工期间建筑物变形分析2.1 计算模型及计算简图分析采用midas-gts二维平面应变弹塑性非线性方法进行计算，模型为二维模型，采用地层结构模式，计算模型中，地层材料采用平面单元模拟，初支采用平面梁单元模拟。
考虑边界效应的影响，计算模型的尺寸取为72m×45m。
边界条件为左右和底部为法向约束，上部为自由面。
计算只考虑隧道开挖及初期支护阶段。
隧道采用台阶法开挖。
计算时考虑小导管及全断面注浆对周围土体的整体加固作用，小导管加固区域及深孔注浆区域将围岩等级提高一级（加固区域按ⅴ围岩取值），地面房屋荷载每层取20kn/m均布荷载，共计7×20kn/m=140kn/m。
区间隧道采用台阶法开挖。
由于计算主要目的为分析施工过程力学效应，故未对二衬进行相应的分析，支护结构力学参数如表1、表2所示，有限元模型如图4所示。
2.2 计算结果及分析由于区间隧道下穿中国银行，为保证银行的正常运营，防止由于隧道开挖导致建筑物沉降变形，此处重点分析区间隧道开挖过程中，建筑物的竖向位移变形量、地表沉降量及隧道拱顶的下沉量，计算结果如图5、图6所示。
通过图5可知，在隧道左线开挖完成后，隧道拱顶下沉5.2mm，引起地面下沉为2.2mm，隧道右线开挖完成后，隧道拱顶下沉8.0mm，引起中国银行李村支行下沉为4.1mm，小于对既有建筑的控制指标。
但考虑土体结构本身的复杂性，在施工过程中要加强对区间隧道的监测，实时调整注浆压力和顶进力，确保既中国银行李村支行结构的安全。
根据沉降的成因分析，应分为三部分：①未开挖阶段的沉降，该沉降主要由掌子面的变形，引起前方地层的先期沉降；②开挖阶段，由于地层应力重分布过程中的开挖引起的沉降；③开挖后的固结沉降，由于之前的施工活动，对地层的扰动，引起地层土体间的不均匀变形，之后又重新固结、达到一个新的平衡。
从分析来看，第2个沉降是地层的主要影响因素，因此从我们所采取的技术措施、手段来说，关键在于如何缩短地层的应力重分布时间，也就是通过初期支护结构快速、有效地给地层提供一个满足刚度要求的约束（采取短进尺—每循环进尺50cm、型钢支撑）。
其次为减小先期开挖的沉降因素，通过超前小导管注浆、封闭掌子面等措施来尽可能地达到目的。
最后，为减小后期沉降的影响，通过初期支护背后回填注浆、增加型钢锁脚锚杆的措施、及时封闭初期支护等措施。
通过上述分析，可以说明通过注浆加固能够很好改善隧道开挖过程中对地面沉降及建筑物沉降的影响，通过行之有效的注浆加固措施，可以最大限度的减少因区间隧道开挖对上部建筑物的影响。
3 结论①在“土岩结合”结合地层采用矿山法修建隧道，同时下穿建筑物在国内工程中比较罕见。
本工程施工的最大难点在于确保隧道施工期间建筑物的正常运营。
因此，在施工过程中，洞内深孔注浆，开挖断面3.0m范围内砂层进行加固，拱部超前小导管，l=3.0m，环纵间距0.3m以及间距0.5m的型钢拱架，减小先期开挖的沉降因素。
②随着隧道开挖，开挖循环时间增加，导致支护时间延后，也是造成地表沉降的主要原因之一；另外，隧道拱部属软弱围岩，钻爆法施工对岩层的扰动及破坏是造成地表沉降过大的另一原因，所以如何缩短地层的应力重分布时间是关键，也就是通过初期支护结构快速、有效地给地层提供一个满足刚度要求的约束。
③运用midas-gts二维平面应变弹塑性非线性方法进行分析计算，从区间隧道左右线相互影响的角度分析隧道拱顶下沉、地表沉降及建筑物沉降，分析结果满足建筑的控制指标。
④通过注浆加固能够很好改善隧道开挖过程中对地面沉降的影响，可以最大限度的减少因区间隧道开挖对上部建筑物的影响，为减小后期沉降的影响，通过初期支护背后回填注浆、增加型钢锁脚锚杆的措施、及时封闭初期支护等措施。
⑤本工程所提出的建筑物及区间隧道加固方案、超前支护措施和隧道开挖与支护措施对国内类似下穿建（构）筑物的地下工程的施工具有重要的参考价值。
参考文献：[1]施仲衡.地下铁道设计与施工[m].西安：陕西科学技术出版社.[2]中华人民共和国国家标准编写组.地铁设计规范（gb50517-2003）[s].北京：中国计划出版社.[3]姚宣德，王梦恕.地铁浅埋暗挖法施工引起的地表沉降控制标准的统计分析[j].岩石力学与工程学报，2006，25（10）：2030-2035.[4]peck r. b. deep excavations and tunneling in soft ground[j]. state of the art report.prvc.7thint，conf. on soil mechanics and foundation，mexico city，196，225-290.[5]cording e j，hansmire. displacements around soft ground tunnels.5th pan amwrican conference on soil mechanics and foundation engineering，session iv. 1975，517～632.[6]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[m].合肥：安徽教育出版社，2004.[7]刘涛，张瑾，闫楠.岩石地区浅埋暗挖地铁车站支护结构设计初步研究[j].岩土工程学报，2010，增刊2：347-350.。