长距离下穿高速公路地铁隧道对高速公路的影响
地铁隧道下穿高速公路沉降原因分析与控制要点
建筑技术开发Building Technology Development施工技术第48卷第1期Construction Technology2021年1月地铁隧道下穿高速公路沉降原因分析与控制要点刘当当，安扬(中国建筑第五工程局有限公司，长沙410000)［摘要］随着城市地下轨道交通的发展，地铁隧道下穿既有建构筑物越来越频繁，对周边建构筑物的保护要求亦越来越高。
依托青岛市地铁8号线某大断面CRD法暗挖区间，对暗挖区间在下穿高速公路时，因隧道断面尺寸较大，围岩软弱破碎，导致掌子面进入高速公路路基后，引起地表沉降速率突变、累计沉降值预警进行研究；通过分析大断面暗挖施工过程对周边环境及地层的影响，采用洞内注浆措施抬升地层控制沉降，并提出了解决该类问题丝针对性控制措施，可有效控制并补偿因大断面暗挖区间施工造成的地层及地表重要构筑物的沉降。
［关键词］地铁；大断面暗挖隧道；注浆抬升；沉降控制［中图分类号］TU974；U231.3［文献标志码］A［文章编号］1001-523X(2021)01-0049-02 Cause Analysis and Control Points of Settlement of SubwayTunnel under Crossing ExpresswayLiuDang-dang,An Yang［Abstract］With the development of urban underground rail transit,subway tunnel underpass existing buildings and structures more and more frequently,and the protection requirements of surrounding buildings and structures are also higher and higher.Based on a large cross-section CRD method of underground excavation section of Qingdao Metro Line8,this paper studies the sudden change of surface settlement rate and the early warning of accumulated settlement value after the tunnel fece enters the expressway subgrade due to the large cross-section size of the tunnel and the weak and broken surrounding rock when the tunnel undercrossing the expressway. Through the analysis of the influence of the large-section underground excavation construction process on the surrounding environment and stratum,the paper adopts the following measures the grouting measures in the tunnel lift the stratum to control the settlement,and put forward the corresponding control measures to solve the problems,which can effectively control and compensate the settlement of the stratum and the important structures on the surface caused by the construction of the large cross-section underground excavation section.［Keywords］subway；large section tunnel；grouting uplift；settlement control1施工背景青岛市地铁8号线某矿山法浅埋暗挖区间隧道工程，釆用CRD法施工，由北向南需依次下穿高速髙铁、高速公路、石油管线，釆用自动化监测系统全天候监测地表及周边重要建构收稿日期：2020-08-26作者简介：刘当当(1994一)，男，湖南长沙人，助理工程师，主要研究方向为土木与建筑城市轨道交通工程.筑物，道路两侧路肩、中间绿化带及过水涵洞各布置1条测线,共布置有4条测线。
《2024年下穿隧道对既有车站的稳定性影响分析》范文
《下穿隧道对既有车站的稳定性影响分析》篇一一、引言随着城市化进程的加快，地下交通设施的修建愈发普遍，特别是下穿隧道项目的大量建设，其在提供便捷交通的同时，也可能会对现有地面建筑，特别是地铁车站等重要设施的稳定性造成影响。
本篇报告将深入分析下穿隧道对既有车站的稳定性影响，以期为相关工程设计和施工提供理论支持和实践指导。
二、下穿隧道与既有车站概述下穿隧道通常指在既有道路或建筑下方修建的地下通道，其施工方法多样，包括盾构法、明挖法等。
而既有车站则指的是已投入使用或正在运营的地铁站等交通设施。
这类设施由于历史原因或地理位置的重要性，通常需要承受大量的人流和物流压力。
三、下穿隧道对既有车站的稳定性影响分析1. 地质条件影响分析下穿隧道的建设可能会对既有车站所在的地质环境产生影响，包括土壤应力、地下水位和土体位移等。
这些变化可能导致既有车站地基的不稳定，进而影响其结构安全和使用功能。
2. 施工过程影响分析在隧道施工过程中，如采用盾构法，可能会对既有车站的周围土体产生扰动，造成土体松动和位移。
此外，施工过程中的振动和噪音也可能对既有车站的结构造成一定程度的损害。
3. 结构安全影响分析下穿隧道与既有车站的距离过近或施工方法不当可能导致两者之间的相互影响加剧。
这种影响可能表现为既有车站的结构变形、裂缝甚至坍塌等，严重威胁乘客的安全和交通的正常运行。
四、应对措施与建议1. 加强地质勘察与监测：在隧道施工前，应进行详细的地质勘察和监测工作，了解既有车站及其周围环境的地质条件，为施工设计和施工过程提供科学依据。
2. 优化施工方法：根据地质条件和工程需求，选择合适的施工方法，如盾构法、明挖法等，并采取相应的技术措施，减少对既有车站的扰动和影响。
3. 加强结构安全保护：在隧道施工过程中，应采取必要的措施保护既有车站的结构安全，如设置支护结构、加强结构连接等。
同时，定期对既有车站进行结构检查和维护。
4. 引入新技术与设备：积极引入先进的技术和设备，如智能监测系统、新型支护材料等，提高隧道施工的精度和效率，减少对既有车站的影响。
市政道路工程下穿高速铁路桥梁影响分析研究
市政道路工程下穿高速铁路桥梁影响分析研究发布时间：2021-06-24T14:54:00.350Z 来源：《建筑实践》2021年2月6期（下）作者：苏良平[导读] 随着经济和各行各业的快速发展，随着高速铁路以及城市建设的飞速发展，苏良平中建八局第一建设有限公司，山东济南 250000摘要：随着经济和各行各业的快速发展，随着高速铁路以及城市建设的飞速发展，无论是新建市政道路工程或者是高铁车站配套市政道路工程都无可避免的需要下穿高速铁路桥梁，那么研究新建市政道路工程对高速铁路桥梁的影响是十分必要的，既要满足道路建设的便捷需求，还要保证高速铁路的安全。
本文通过数值模拟的方法研究铁路台州中心站配套市政工程中的规划横一路的施工建设对铁路的影响，并提出相应的建议，为今后类似工程项目建设提供参考。
关键词：数值模拟；市政道路工程；下穿；高速铁路引言轨道交通施工中，区间隧道下穿铁路桥梁时，区间隧道施工对桥梁将会产生重要影响。
施工技术应用中，需要考虑隧道开挖和承载力与桥梁本身负载之间关系，以提升施工安全性。
本文结合搭地铁隧道桥梁项目实例，着重介绍了盾构施工技术，并对力学构造和施工流程进行了分析，随后，又围绕地铁隧道下穿桥梁施工其他适用技术展开了讨论，其中包括隧道顶部加固、超前支护施工和台阶施工技术等。
1计算方法在岩土力学有关领域的数值分析应用中，主要使用的方法为有限单元法（FEM）、边界单元法（BEM）、离散单元法（DEM）、朗格朗日单元法以及块体理论等，或者是上述几种方法的耦合。
其中，有限元法是根据变分原理求解数学物理问题的数值方法，是工程方法和数学方法相结合的产物，可以求解用解析方法无法求解的问题，特别是对边界条件和结构形状不规则和复杂的结构来讲，更是一种有效的数值方法，因此，该法在实际工程中得到了广泛的应用。
本评估即采用有限元分析法，利用岩土有限元软件MIDAS，建立包括岩土、桥桩、承台、桥墩、钢板桩等结构的模型。
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。
浅谈地铁隧道对城市道路沉降影响
浅谈地铁隧道对城市道路沉降影响摘要：地铁隧道修建过程中将会对既有城市道路沉降产生影响。
以某地铁隧道施工为背景，应用FLAC3D有限差分软件对既有道路路面沉降进行数值模拟，并对路面沉降进行监测。
数值模拟和现场监测结果均表明：随着新建地铁隧道的掘进，既有道路路面沉降值逐渐增大；新建地铁隧道施工引起的围岩应力释放范围越大，受影响范围内的道路路面沉降值越大；新建地铁隧道2倍洞径范围内，既有道路路面沉降受新建地铁隧道影响较大。
关键词：地铁；隧道施工；道路沉降；研究引文地铁隧道施工过程会破坏地层原有的平衡状态，还会导致空间上的地层损失和地层变形，难免会对地表和既有路面产生影响。
城市道路路面所受影响主要表现为变形和沉降，如果不对这一影响过程加以合理的控制，将有可能影响城市道路的正常运行。
本文以某地铁区间隧道顺行下穿某城市主干道工程为背景，对新建地铁隧道影响下既有城市道路的沉降规律进行研究。
1工程概况某城市新建地铁隧道顺行下穿既有城市道路，新建隧道外径为6m，埋深14m，呈南北走向。
新建地铁隧道采用马蹄形隧道，台阶法施工，掌子面采用全断面注浆。
既有城市道路宽为56m，双向6车道，两侧各设1条非机动车道和1条人行步道，该道路为城市主干道，目前车流量和行人流量均较大。
新建隧道顺行下穿既有城市道路，且位于既有道路中线以下14m处。
新建工程影响范围地层由上至下依次为粉质黏土、粉砂和中砂，地层物理参数指标如表1所示。
工程场区内地下水位高21.4m，上部局部存在潜水，本次计算中不予考虑。
2数值计算分析2.1计算模型建立本工程数值模拟采用FLAC3D有限差分软件进行建模分析，模型长宽高分别为30m、100m和50m，共计单元24844个、节点134447个。
为了能在简化模型的基础上进一步优化网格得到最佳的计算效果，将新建隧道简化为圆形。
模型中路面采用自由面，底部采用固定界面，侧面约束水平方向的运动，考虑土体自身重力作用。
2.2计算结果分析数值模型建立完成后，按照既定的施工方案和支护方案进行数值模拟分析，在自重作用下隧道周围土体平衡后，先将所有的位移归零，然后借助于杀死单元命令对新建隧道开挖进行数值模拟研究，每一步计算完成后开始施作衬砌结构，隧道每次循环进尺6m。
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。
谈铁路隧道下穿公路对公路安全性的影响
谈铁路隧道下穿公路对公路安全性的影响张璐;吴应天【摘要】通过对某铁路隧道开挖、支护和隧道基底加固影响高速公路及其附属设施质量和通行安全的风险进行分析、识别,进而评价了铁路隧道下穿高速公路施工的可行性,同时提出了合理的管理方法与技术手段对项目进行有效控制.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2015(041)027【总页数】2页(P153-154)【关键词】安全;铁路隧道;下穿公路【作者】张璐;吴应天【作者单位】甘肃省交通科学研究院有限公司,甘肃兰州730070;甘肃省交通科学研究院有限公司,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】U491.234近年来，随着铁路运输需求越来越大，铁路客货分线运输的呼声越来越高，客运专线也就应运而生。
由于社会广泛的重视和支持，铁路客运专线建设快速、有序、高效地推进。
在某些地区,由于受既有公路、地质条件的限制,使得新建隧道近距离穿越既有公路现象越来越多。
隧道施工时，如何保证新建隧道施工安全、既有公路及其附属设施质量稳定和确保既有公路安全正常运营是施工中必须考虑和解决的关键问题。
本文结合某铁路客运专线隧道的施工组织设计、安全组织设计和现场勘查实际情况，针对铁路隧道施工时各个工序对高速公路及其附属设施质量和车辆通行安全所存在的隐患，提出相关的对策及建议，从而保证铁路隧道施工时高速公路及其附属设施质量和车辆通行安全。
某客专隧道位于天水市秦安县境内，隧道穿越黄土梁峁地区，进口紧邻某高速公路匝道，出口位于背后沟。
该隧道下穿公路匝道，线路与匝道夹角为26.7°，该段穿越地层为粘质黄土，Ⅴ级围岩，覆土厚度为3 m。
根据施工方案，该隧道施工采用三台阶临时仰拱法施工，进洞采用超前长管棚防护，采用水泥土挤密桩加固隧道口基底；隧道开工前，郭嘉镇隧道下穿天巉公路匝道段路面顶铺设钢栈桥，在隧道下穿施工期间，所有过往车辆全部在栈桥上通行，等隧道下穿段二衬完成后，撤走栈桥，恢复正常通行；工作面到达穿越段前，在公路匝道布设路面监测点，路面沉降不大于30 mm。
超浅埋隧道下穿对既有高速公路的影响研究
总第３２０期交 通 科 技ＳｅｒｉａｌＮｏ．３２０ ２０２３第５期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．５Ａｕｇ．２０２３ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１ ７５７０．２０２３．０５．０１８收稿日期：２０２３ ０４ ２５第一作者：李景（１９８１－），男，高级工程师。
通信作者：刘夏临（１９８６－），男，博士，高级工程师。
新疆维吾尔自治区重大科技专项（２０２０Ａ０３００３，２０２０Ａ０３００３ １）资助超浅埋隧道下穿对既有高速公路的影响研究李 景１ 李 洋１ 杨阿龙１ 刘夏临２（１．湖北省交通规划设计院股份有限公司 武汉 ４３００５１； ２．中交第二公路勘察设计研究院有限公司 武汉 ４３００５６）摘 要 为解决超浅埋隧道下穿对既有高速公路安全运营的影响，依托某超浅埋隧道下穿高速公路工程，提出隧道下穿施工的详细隧道支护方案、加固方案和开挖方案，同时建立三维精细化数值模型，对隧道下穿的整个建设过程进行模拟分析，结果表明，采用预制装配式波形钢与混凝土组合结构箱拱型钢通道施工工艺下穿的建设方案，可有效控制沉降，降低对既有高速公路安全运营的影响。
关键词 超浅埋隧道 下穿高速公路 数值模拟 沉降 影响分析中图分类号 Ｕ４５５ 隧道工程作为长大线性工程，不可避免地将下穿各种地表建（构）筑物，这对隧道的工法、施工方案、环境保护等均提出了更高的要求，在不影响地表建（构）筑物结构安全和运营安全的前提下，隧道施工方案的选择将面临诸多挑战。
近年来，国内外诸多学者针对隧道下穿既有地表建（构）筑物开展了大量研究。
ＪｅｎｇＦ．Ｓ．等［１］研究了下穿施工过程中的施工加固措施，提出了降低地表沉降的有效控制方法。
谭贝［２］研究了双线盾构隧道下穿既有高速公路过程中的沉降影响规律。
刘鑫榕［３］依托某地铁双线隧道下穿既有高速公路工程，研究了隧道下穿对高速公路路基的扰动影响。
郭瑞等［４］结合实际工程，研究了隧道下穿情况下对松散高填土路堤的沉降影响，并通过与现场监测数据进行对比分析，验证了结果的可靠性。
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第43卷第6期 山西建筑Vol.43No.62 0 1 7 年 2 月 SHANXI ARCHITECTURE Feb.2017 •177 •文章编号：1009-6825 (2017)06-0177-03长距离下穿高速公路地铁隧道对高速公路的影响毕可为(沈阳铁道勘察设计院有限公司，辽宁沈阳110013)摘要:介绍了沈阳地铁10号线长距离下穿绕城高速公路工程的基本情况与设计方案，并采用三维数值计算模型，从公路路基沉 降与匝道桥桩变形两方面，分析了矿山法下穿施工对高速公路的影响，得出了一些有价值的结论。
关键词:地铁，高速公路，路基，桥桩,沉降值中图分类号:U455 文献标识码:A〇引言随着我国轨道交通的快速发展,新建隧道下穿既有高速公路 的情况时有发生。
尤其新建隧道穿越距离较长，影响范围较广 时，除工程自身结构的安全风险外,所穿越的既有高速公路的变 形控制是施工过程当中的控制重点[1_3]。
对于新建隧道下穿邻近建(构)筑物的施工影响，国内外学者 做了大量研究，王明慧等[5]以重庆至贵阳铁路扩能改造工程白杨 湾隧道下穿高速公路为例，从开挖方法选择、施工技术应用等方 面论述了施工过程中采取的相应对策与技术措施;王洪昌等[4]为 解决大西客运专线忻州隧道下穿大运高速公路时可能引发的路 面沉降及结构安全问题，采用三维数值模拟手段研究了工法中不 同设计参数及施工对地面沉降的影响;郭磊等[6]以草帽山隧道工 程为背景，采用数值模拟的方式，对铁路隧道下穿高速公路时对 高速公路的影响进行了研究;虽得出了很多有意义的结论，但是 对于地铁隧道长距离下穿高速公路的研究工作还不多见。
本文 以沈阳地铁10号线下穿沈阳绕城高速公路为工程背景，研究隧 道施工过程中对高速公路路基及桥桩的变形影响。
1工程概况1.1 工程基本情况沈阳绕城高速公路是环绕辽宁省沈阳市的一条高速公路，道 路宽约30 m,双向六车道。
在建沈阳地铁10号线工程丁香湖停 车场出人线自丁香公园站起，线路首先沿沈马公路西侧敷设，后 右转向北先后下穿沈马公路、沈彰高速B匝道、绕城高速公路北 环、沈彰高速A匝道，后向北方向继续敷设至丁香湖停车场，区间 左线侧穿B匝道桥，最小水平净距为13 m，该处桥梁为预应力空 心板简支桥，基础形式为桩基础，桥桩长15 m,桩径1m。
区间右 线侧穿A匝道桥，最小水平净距为12. 7 m，A匝道桥为沈彰高速 公路连续梁桥，A29号桥台，基础形式为桩基础，桩长35 m，桩径1m。
1.2工程地质根据地质勘察报告，下穿区间范围内地基土主要由第四系全 新统人工堆积层、全新统浑河高漫滩及古河道、第四系浑河新扇、上更新统浑河老扇及第四系波状台地粘性土、砂类土、碎石类土 组成。
下穿绕城高速段地层自上而下特性具体描述见表1。
下穿区间范围内有两层地下水，上层地下水主要赋存于砾砂 层中，属孔隙潜水含水层，水位埋深约14.5 15.5 m;下层地下水主要赋存于第四系浑河粗砂层、砾砂层，属孔隙承压水，水位埋 深为4.90 m~ 9.50 m;地下水径流条件良好，除粉质粘土和粉土 外，含水层渗透性强。
表1区间下穿绕城高速段地层描述表土层名称土层特性土层厚度/m粉质粘土黄褐色、灰褐色，可塑，局部软塑，稍湿，干强度中等，韧性中等16.5粉土灰褐色、灰色，稍湿，稍密，干强度差，韧性中等16.9粉细砂青灰色、灰褐色，中密，饱和，矿物成分以石英、长石为主 4.3中粗砂黄褐色，中密，饱和，矿物成分以石英、长石为主，颗粒较均匀15.21.3拟定下穿段设计方案考虑到沈阳绕城高速公路交通繁忙，车流量较大，车型复杂，对于路基沉降及桥桩变形要求较高，为保障下穿段既有高速公路的安全运营，针对本工程的实际情况，对以下几个方面进行了重点设计。
1) 超前加固措施:超前支护采用拱顶120°范围双排小导管超 前注浆并加固地层，第一排小导管长i= l.8 m,环向间距30 cm,倾角15°,第二排小导管长i= 3.0 m,环向间距30 cm,倾角20°。
2) 初期支护:初支采用小6.5@ 15 c m X 15 c m钢筋网、纵距 0.5 m的<(>25格栅钢拱架及25 cm厚C25喷射混凝土。
为减少初支封闭时间，初期支护增设临时仰拱，二衬为35 cm厚C40，P10防水混凝土。
3) 旋喷隔离桩:侧穿A，B匝道桥桩采用区间结构与桥桩之间 打设旋喷隔离桩，旋喷桩加固沿线路桥桩位前后各6 m范围，其中旋喷桩施工不占用A,B匝道路面，不影响路面交通，采用垂直旋喷加固。
4)施工方法:矿山法下穿绕城高速段采用环形台阶法施工，首先施作拱部超前小导管,注浆加固地层，接着开挖土体,施作初期支护，再敷设仰拱部分防水层，浇筑二衬，最后敷设侧墙及顶拱防水层并浇筑二衬，完成主体结构。
上述施工方案及设计参数是否合理、能否有效保障沈阳绕城高速公路运营安全将是重点关注的内容。
因此，采用数值模拟手段对隧道下穿高速公路段路基及桥桩安全性分析是很有必要的。
2数值模拟2.1 模型建立采用MIDAS/GTS数值分析软件对区间下穿绕城高速段进行三维施工数值模拟，有限元计算模型的范围确定为140 m X290 m X50 m，包括绕城高速公路路基、A匝道路基、B匝道路基，以及出人线左右线区间。
模型上表面边界取自地表（地表高差变化较小，简化为水平面），下表面边界取自隧道底部以下约30 m，模型边界处隧道开挖面距A，B匝道路基最近约50 m。
有限元模型共84 251个单元，15 261个节点。
模型的上表面为地表，取为自由边界;侧面边界水平位移受到约束，底面边界约束所有位移自由度，如图1所示。
收稿日期:2016-12-08作者简介:毕可为（1985-),男，硕士,工程师•178 •第43卷第6期2 0 1 7年2月山西建筑_地铁区间材料类别重力密度kN/m3弹性模量MPa泊松比粘聚力kPa内摩擦角(°)粉质粘土19.5 5.780.32010粉土19.7 5.750.3139粉细砂19.514.80.3226中粗砂19.717.60.29228.9小导管加固区土体22 1.5 x lO30.2520025初期支护25 3.2x l040.2——二次衬砌23 2.9x l040.2——锁脚锚杆78.5 2.1 x lO50.2——A匝道路基隧轮_DISPLACEMENTT3,mj 15.2%I45.0%i8.3%i成i t速公路路基7.7%7.5%7.8%li E...6.4%I 2.2%+2.785 34e-003+5.306 76e-004-1.723 99e-003-3.978 66e-003-6.233 32e-003-8.487 99e-003-1.074 27e-002-1.199 73e-002-1.325 20e-002值指隧道掌子面到达构筑物之前，正值指隧道掌子面通过构筑物后。
''b 匝 j i图1数值计算模型2.2参数取值土层计算参数为现场地勘参数确定，地基各土层采用弹塑性D-P模型，隧道及周边围岩、注浆加固区域采用了实体单元进行模 拟，初期支护和掌子面喷混采用板单元进行模拟，桥桩采用梁单 元进行模拟，锁脚锚杆采用桁架单元进行模拟。
其中，注浆加固效 果通过提高围岩参数来进行模拟。
具体材料计算参数值见表2。
表2材料计算参数3计算结果分析3.1 高速路基沉降分析经过MIDAS/GTS求解，计算系统达到平衡后,得到土体及路 基竖向沉降,计算结果如图2所示。
沿路基纵向中心线，提取其 沉降值，得到路基纵向沉降槽曲线，路基纵向沉降槽曲线如图3 所示。
由图3可知，隧道开挖引起上方地表及高速公路路基的沉 降，其中绕城高速公路主线路基最大沉降值为10.5 mm,A匝道路 基最大沉降值为13.3 mm,B匝道路基最大沉降值为9. 8 mm。
从 图3中可以看出，左右线隧道两侧路基沉降基本对称，最大沉降发生在左右线隧道中间。
图2隧道下穿引起的公路路基竖向位移(单位:m)♦道路基 +绕城高速公路路基+A匝道路基图4路基最大沉降历时曲线由图4可以看出，在左线隧道上台阶掌子面距路基20 m时，主要沉降开始发生，在左线隧道掌子面位于路基正下方时，路基 发生3.5 mm~ 5.7 mm的竖向沉降，随着左线隧道下台阶的开挖，以及右线暗挖隧道的掘进，路基沉降逐渐增大，在左线隧道上台 阶掌子面远离路基40 m时（此时右线隧道上台阶掌子面远离路 基20 m)，路基沉降基本稳定。
比较A匝道，B匝道和绕城高速公 路三者的路基沉降值，A匝道的沉降最大，这主要是因为隧道与A 匝道交角较小，隧道在匝道下方暗挖距离较长，对上方匝道路基 影响较大进而引起路基较大沉降。
3.2A，B匝道桥桩变形分析下穿隧道距B匝道路基西侧桥桩最近距离约为13. 0 m，距A 匝道路基东侧桥桩最近距离约为12.7 m,分别对A,B匝道在打 设旋喷桩下进行桥桩的变形分析。
计算结果表明:隧道开挖引起其邻近侧的桥桩位移及变形较 大，其中A祖道的桥桩最大侧向位移约为2. 6 mm,最大竖向沉降 约为3.0 mm,最大差异沉降约为2. 1mm;B阻道的桥桩最大侧向 位移约为3.0 mm,最大竖向沉降约为3. 4 mm,最大差异沉降约为 1.9 mm〇3.3路基及桥桩安全评价丁香湖停车场出人线正线下穿B匝道、绕城高速路基段以及 A匝道段施工时，经模拟仿真分析计算，绕城高速公路主线路基最大沉降值为11.8 mm,A匝道路基最大沉降值为14.4 mm,B匝 道路基最大沉降值为11.0 mm，隧道开挖引起A匝道桥桩最大竖 向沉降约为3.0 mm,最大差异沉降约为2. 1mm,最大侧向位移约 为2.6 mm;B匣道桥桩最大坚向沉降约为3.4 mm,最大差异沉降 约为1.9 mm,最大侧向位移约为3.0 mm。
结合JTG H20—2007 公路技术状态评定标准[7]，JTG H11 —2004公路桥涵养护规范[8]的规定，及国内类似工程案例，路基沉降数值小于最大沉降控制 标准20 mm，桥桩总沉降、差异沉降和水平侧向位移均远小于安 全控制值,可判定高速公路路基处于安全状态，隧道暗挖施工不 影响其正常使用。
以左线上台阶掌子面掘进情况为时间参考，绘制沉降曲线如 图4所示，图4中左线上台阶掌子面距高速公路路基的距离:负4结语对于地铁隧道长距离下穿既有高速公路施工，既要考虑隧道 本身的施工安全，又要考虑高速公路路基沉降及桥桩变形带来的 交通安全隐患，所以选择合理的施工方案及保护措施是安全施工 的关键。
依据本文中采取的保护措施可将高速路基及匝道桥桩 的变形控制在允许范围内，保证地铁区间结构施工安全,可供同 类工程施工借鉴。