高速公路隧道施工对既有铁路隧道的影响
铁路隧道下穿高速公路施工技术
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
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
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。
高速公路隧道上跨铁路隧道三维数值模拟分析
变 形要 求 。
图 ８ 出 了隧 道 周边 围 岩第 三 主应 力Ｐ 的最 终 分 布 给 ３ 云图 。围岩拉 应 力主要 分布 在公路 隧道 底部 区域 ，最 大
拉 应 力 约 为６０Ｐ ，小 于 洞周 围岩 的抗 拉 强 度 值 。 图９ ０ｋ ａ
给 出了 交 叉 段落 铁 路 隧 道 拱 顶 围岩 第 三 主 应 力Ｐ 的变 ３ 化 趋 势 。铁路 隧 道 和 公 路 隧道 右 洞 开挖 对 Ｐ 有较 大 影 ３ 响 ，局部 位置 最终 出现 拉 应力 （ 如单 元Ｂ 单 元ｃ） 和 ，其
高速公路大坪山隧道 、 龙长高速公路隘岭隧道下穿赣龙
铁 路隧 道等 。
砂 土状 强风 化二长 花 岗岩 １－ ４ 、碎块 状 强风化 二长 花 ０ ２１ 岗岩 １ － ４ 及 中分 化二长 花 岗岩 １－ ４ 。 ０ ２２ ０ ２ ３
交叉隧 道面 临的最 主要 问题 是新建 隧道 对既 有隧道 的影 响问题 以及 自身 近距 离施工 时 的相互 影响 问题 。 由
于我 国有 关交 叉隧道 设计 、施工 的标 准还 没确立 ，且 交
叉隧 道开 挖施 工工序 较多 ，围岩 应力 变化和 衬砌 荷载 转
换 十 分复 杂 ，增 加了隧 道施 工过程 中变形 和稳定 控制 的
难 度 ，该课 题 的理论 研究存 在较 大难 度 。因此 ，如何 通 过数 值模 拟手段 来计 算 、分析及 判断 交叉 范 围的互相 影 响程度 ，对 确定 新建 隧道路 线可 行性 方案及 相关 隧道 施
客运专线铁路隧道下穿既有高速公路施工技术
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
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
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）。
某基坑开挖对既有铁路隧道的影响分析
摘 要 ： 市中基坑 的 开挖 常 常会 影响邻 近 已建地 下工程 的安全 性 。本文运 用 大型有 限元 分析软 件 Ａ Ｓ Ｓ对某 实际 工程 进行 分析 ， 城 ＮＹ 考虑基坑 开挖 对既 有铁路 隧道 衬砌 、 周边 围岩 以及基 坑的稳 定性 的影 响 ， 拟 定设 计 的安 全性作 出评 价 。 对 关键词 ： 基坑 开挖 ； 既有 隧道 ； 全性 安
２基 坑开 挖对 既有 隧道衬 砌的影 响 图 ２ 次为 既有 隧道 衬砌 在 四种工 况下 依 的轴 力图 。 图 ２ 由 可知 ， 初始 状态 的最大 轴力 约为 ４ｋ ； 坑 开 挖 后 ， 近 基坑 一侧 衬 砌 ５Ｎ基 靠 上 的轴力 有所 减小 ； 道上 部岩 层开 挖后 ， 隧 由 于 卸载 ， 力减 小 ， 大值 约 为 ３ｋ 施 ］完 轴 最 ５ Ｎ； ＿ ｌ１ ＇ ２ ／ 成 后的使 』 状 态下 ， 爿 轴力最 大值 约为 ４ ｋ ５ Ｎ左 实 际工 程 中拟 先 开挖 隧道 左侧 的基 坑 ， 右 ， 与初始 状态 相 当 ， 各状 态下 轴力 的分 布 且 然 后 开挖 隧道 上 方 ， 修建 地 下 室 ， 成后 ， 规 律一致 。 再 完 用 混 凝 土 充填 岩 坡 坡 面 与地 下 室 之 间 的 隙， 利用修建 的地下 室作 为基坑 边坡 的支挡 ， 之后 地下停 车场投 入使 用 。 为了反 映施 工过 程 的动态 变化 ，考 虑 以 下 四种工 况 ：． 状 态 ， １ 初始 即铁 路 隧道 已经 存 在， 其余 部 分 还 未 开挖 ， 网 １ａ ；． 有 铁 如 （ ）２ 既 路 隧道左 侧基 坑完 成开 挖 ， 尚未施 作 支护 ， 同 时也没 有加 载 ， 如图 １ｂ ；． （ ）３既有铁 路 隧道 左 侧 基 坑 以及 隧道 上 部 岩层 已经完 成 开 挖 ， 尚 未施 作支 护 ， 时地 下停 车场 未投 入使 用 ， 此 故 不加 载 ， 如图 １ｃ 。 ． 完成后 的正 常使用 （ ） ４施工 状态 ， 激活 支护 和荷载 ， 图 １ｄ 。 如 （）
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距为 46． 74 m，中心距为 63． 25 m； 铁路隧道正洞与公路隧道净高
计算时围岩和建筑材料的物理力学指标结合《西部开发省际
差为 18． 48 m； 隧道平面投影的交角为 72°。
公路通道重庆绕城公路北段施家梁隧道与遂渝铁路新龙凤隧道
2 数值模拟概况
交叉设计相关资料》及 JTG D70-2004 公路隧道设计规范加以选
为充分模拟隧道的三维空间效应，计算模型所取范围是： 沿 铁路新龙凤隧道纵向取 210 m（ 约为公路隧道 13 倍开挖洞径） ，沿 公路施家梁隧道纵向取 105 m（ 约为铁路隧道 11 倍开挖洞径） ，公 路隧道拱顶上方岩层厚度取 100 m，隧道底板下岩层厚度取 35 m （ 约为铁路隧道 3． 5 倍开挖洞径） ，模拟计算采用 ANSYS 有限元 通用程序。约束情况： 前后、左右方向受水平约束，垂直方向底面 受竖向约束，顶面 为 自 由 面。在 整 个 模 拟 过 程 中，有 限 元 模 型 共 划分 77 080 个单元，计算中二次衬砌采用弹性壳单元模拟，地层 及初期支护采用弹塑性实体单元模拟。有限元模型如图 1 ～ 图 3 所示。开挖顺序见图 4，图 5。
文献标识码： A
1 工程概况
重庆绕城高速公路施家梁隧道为左右并行的隧道，衬砌类型 为复合式衬砌，初 期 支 护 为 钢 筋 网、锚 杆、喷 射 混 凝 土，二 次 衬 砌 为模筑混凝土，锚杆采用全粘结药卷锚杆。工程所处地形地貌属 中低山地貌，三叠系地层，覆盖层坡残积 0 m ～ 3 m，坡洪积 2 m ～ 6 m，基岩为砂岩、页岩、煤层夹灰岩，局部灰岩、白云岩分布。施家 梁隧道左线在 LK44 + 652． 6 ～ LK44 + 672． 8，右线在 K44 + 679． 35 ～ K44 + 700 处上穿遂渝铁路新龙凤隧道。该铁路隧道为高速铁路 隧道，铁路隧道正 洞 及 导 洞 已 完 成 施 工，预 计 远 期 在 增 建 二 线 时 导洞将进行扩挖施工。公路隧道与铁路隧道交叉处，铁路隧道正 洞与导洞的净距为 12． 50 m，中心距为 19． 34 m； 两公路隧道的净
观和自然环境的要求； 竣工桥型因地制宜对施工图方案进行了局 部优化，既保证了大桥的景观效果，又节省了工程投资。 参考文献： ［1］ 重庆市北碚区朝阳复建桥两阶段施工图设计文件［Z］． 2009． ［2］ 曹正洲，冯玉涛． 重庆朝阳复建桥缆、扣塔一体化研究［J］．
公路，2010( 7) : 5-8．
本文结合大桥建设过程的实际情况，从规划审定方案、施工 ［3］ 曹正洲，冯玉涛． 大跨径钢箱提篮拱空间稳定性分析［J］． 桥
2． 1 计算模型
取，具体如表 1 所示。
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
案在工程建设初期经过了重庆市相关部门的反复比选和审定。 段的方案差异进行了对比和分析，分析结果表明： 优化后的施工
表 1 飘带变更前后工程数量对比表
图桥型不仅符合规划审定方案的桥型要求，而且也满足了城市景
第 38 卷 第 28 期 2012年10 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol． 38 No． 28
Oct． 2012 ·171·
文章编号： 1009-6825（ 2012） 28-0171-03
Hale Waihona Puke 高速公路隧道施工对既有铁路隧道的影响分析
周 斌1 林承华2 龚 伦3
（1． 武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北 武汉 430000； 2． 中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉 430000； 3． 西南交通大学，四川 成都 610000）
摘 要： 以重庆绕城高速公路施家梁隧道工程为例，通过模拟隧道的三维空间数值计算，分析了新建公路隧道施工对既有铁路隧
道的影响，确定了铁路隧道的影响范围，并对影响范围内的结构进行了内力检算和安全度评估，结果表明：隧道结构安全系数满足
规范要求。
关键词： 公路隧道，铁路隧道，数值计算，影响分析
中图分类号： U455． 4
项目名称 干挖石方 /m3 带肋钢筋 / kg 钢筋网片 / kg C30 片石混凝土 / m3 C30 纤维混凝土 / m3 M7． 5 浆砌块石 / m3 M7． 5 砂浆 / m3
施工图飘带方案 19 600 140 808 161 675 0 996． 8 0 0
竣工取消飘带 14 912 73 276 141 419 822 0 10． 4 30． 3
图设计方案和竣工桥型等方面展开论述，重点对大桥上述三个阶
梁建设，2011( 2) : 43-47．
Design selection for the replacement construction of Chaoyang Bridge in Chongqing★
FENG Yu-tao XU Sheng-ming ZHONG Yun CAO Zheng-zhou （ Chongqing Communications Planning Survey ＆ Design Institute，Chongqing 401121，China） Abstract： Combining with the actual situations in the process of Chaoyang Bridge replacement construcion in Chongqing，this paper discussed the planning scheme，construction design scheme and bridge completed scheme，emphasizedly analysed and contrasted the differences among the three different schemes above mentioned． The analysis results showed that the optimized construction design scheme not only conformed to the requirements of the planning scheme，but also meet the urban landscape and the natural environmental requirements，based on the construction design scheme，the bridge completed scheme adopted some optimizations for the complex site conditions，both ensured the bridge landscape effects， and saved the project investments． Key words： schemes comparison and selection，planning examination，bridge landscape，ribbon