铁路隧道小角度斜交下穿公路隧道设计探讨_胖涛
盾构隧道小角度斜下穿既有地铁构筑物变形-地铁论文-工业论文
盾构隧道小角度斜下穿既有地铁构筑物变形-地铁论文-工业论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——【摘要】为了探讨新建隧道的施工对既有隧道运营产生的影响，以西安地铁1号线二期工程段工程张后区间斜下穿既有出入为背景，分析了新建盾构隧道斜交下穿施工对既有隧道结构的影响，得到了既有隧道结构变形规律。
监测结果表明:既有道床沉降沿整条测线呈现出典型的“沉降槽”，沉降峰值位于2条隧道的交叉截面处；既有隧道发生了整体沉降，变形以竖向沉降为主，水平位移远小于竖向位移。
【关键词】隧道工程；盾构隧道；下穿越；现场实测；变形规律1引言随着城市地下轨道交通的大规模建设，新建线路穿越既有线路施工的情况越来越多，既有结构将不可避免地受新建线路的影响，如果既有结构变形过大，则会降低既有结构的耐久性，甚至影响既有地铁的行车安全。
因此，系统研究既有地铁结构在新建线路穿越施工过程中的变形规律意义重大。
本文以西安地铁1号线二期工程张家村站后卫寨站区间左线小角度斜下穿既有1号线出入段线为工程依托，采用现场监测，分析总结了此类下穿工程中既有隧道结构的变形规律，并在此基础上探讨了多角度下穿工程的施工要点，对今后类似工程的安全施工具有重要的指导意义。
2工程概况及监测方案2.1工程概况西安市地铁1号线张后区间新建盾构隧道在里程ZDK6+206.524～ZDK6+247.481段约30°斜下穿1号线出入段线K型暗挖断面，线路影响范围为41m；此段二期张家村站～后卫寨站区间以28‰的坡度上坡，一期出入段线以32.913‰的坡度上坡，结构相交最近处净距约0.99m，最远处结构净距约3.44m。
该下穿工程所处的土层自上而下依次为：Qml4杂填土、Qal+pl4黄土状土、Qal+pl4细砂、Qal+pl4中砂、Qal+pl4粗砂、Qal3粉质黏土、Qal3中砂。
2.2监测方案2.2.1监测目的及内容在下穿施工期间，通过自动化监测及时准确地掌握盾构施工过程对既有隧道结构状况，对可能发生的情况提供及时、有效的预报，在新建线不同施工阶段采取不同的监测频率进行监测。
铁路隧道进口斜穿既有公路关键施工技术探讨
铁路隧道进口斜穿既有公路关键施工技术探讨1. 引言1.1 研究背景铁路隧道进口斜穿既有公路是一项复杂的施工工程，旨在解决铁路和公路交通设施之间的冲突和交叉问题，提高交通运输效率和安全性。
随着我国铁路和公路建设的不断发展，铁路隧道进口斜穿既有公路的施工技术也日益受到关注。
研究背景中存在着许多挑战和难题，如施工空间狭窄、地质条件复杂、既有交通设施综合影响等。
在这些挑战下，如何有效设计施工方案、选择合适的支护结构、控制施工工艺、防范风险并监测评估工程进展成为关键问题。
对铁路隧道进口斜穿既有公路的关键施工技术进行深入探讨，不仅有助于加强施工过程中的安全性和稳定性，还能为类似工程提供宝贵经验和技术支持。
本文将重点围绕施工方案设计、支护结构选型、施工工艺控制、风险防范措施以及监测与评估等方面展开研究，为相关工程提供技术参考和借鉴，推动我国铁路隧道进口斜穿既有公路施工技术的不断创新和发展。
1.2 研究意义铁路隧道进口斜穿既有公路是一项复杂而具有挑战性的工程，其施工涉及到诸多技术问题和风险因素。
对于这一领域的研究意义不仅在于推动工程技术的发展和创新，更在于提高施工效率、保障工程质量和安全。
研究铁路隧道进口斜穿既有公路关键施工技术，可以对施工方案设计进行优化和改进。
通过深入研究施工方案设计中的技术难点和关键环节，可以提出更科学、更可行的方案，并在实际施工中得到验证，从而提高工程的施工效率和节约成本。
研究支护结构选型和施工工艺控制等问题，有助于降低工程施工过程中的风险，提高工程的安全性和可靠性。
对风险防范措施的研究也将为工程施工提供可靠的保障，有效减少施工中可能出现的意外事件，保障工程的顺利进行。
研究铁路隧道进口斜穿既有公路关键施工技术具有重要的现实意义和工程实践价值。
通过对这一领域的深入研究，可以不断提升工程施工水平，推动工程技术的创新和发展。
2. 正文2.1 施工方案设计施工方案设计是铁路隧道进口斜穿既有公路关键施工技术中至关重要的一环。
铁路隧道下穿高速公路施工方案的实施及控制要点(1)
铁路隧道下穿高速公路施工方案的实施及控制要点(1)摘要:在以往公路与铁路工程相交时,多采用公路上跨或下穿铁路方式,某隧道受地形和路线纵坡限制,采用暗挖和护拱盖挖相结合的方法,通过超前支护、施作护拱和路面钢筋混凝土搭板等技术手段浅埋穿越了施工中的离军高速公路。
本文结某遂道的施工实例简单介绍铁路隧道浅埋下穿高速公路的施工技术。
关键词:铁路隧道;下穿;施工技术一、工程概述某隧道位于山西省,该隧道在改DK186+295～隧道出口为5‰的上坡,在改DK186+385191下穿施工中的离军高速公路,离军高速公路与铁路隧道的平面夹角为146°56′30″,下穿处高速公路路面设计高程,铁路路肩设计高程,高差 ,运营时隧道净埋深 ,目前隧道实际开挖埋深仅为。
因该段高速公路为半填半挖路基,隧道与之小角度相交,分别在填方和挖方边坡出现了明显的偏压现象,也加长了下穿段长度,经准确测量下穿段里程为DK186+315～DK186+440 。
隧道下穿施工中的高速公路线段地质条件较差,均为V级加强围岩,围岩为新黄土,软弱浅埋,自承能力极差,隧道部分段落要从施工中的高速公路路基填方中穿过,同时受在高速公路上施工机械、通行车辆的影响,洞身开挖后围岩的稳定性更差,且高速公路运营后,多为载重煤炭运输车辆,为此施工中必须严格控制地表沉降,必须采取较为稳妥的施工方法,确保隧道的施工安全、高速公路正常施工及行车安全。
二、施工方案的实施及控制要点暗挖段施工和控制要点超前支护施工一般隧道施工中,仅在洞口施作大管棚,洞内即使设计了,多以小导管代替,考虑到浅埋实际情况,该隧道坚持采用了超前管棚方案。
超前大管棚与钢拱架组合的棚架作用,可以避免隧道拱部坍塌,并能有效抑制高速公路地表沉降。
隧道下穿高速公路段拱部设置Φ159大管棚,管棚长度18m,环向间距3根/m,搭接长度3m。
由于隧道覆盖层较薄,在管棚施工时严格控制钻孔外插角,一般控制在1°～3°。
盾构隧道小角度斜交穿越铁路路基变形影响规律分析
施工不可避免地对周边地层产生扰动，当下穿铁路碎石道床 度 0.3m，左右线间距约为 18.2m~21.2m。工程剖面位置关系如图
时，将使道床以及周围地面产生沉降，甚至影响铁路正常运营。 2 所示。
目前，针对盾构隧道穿越铁路已经展开了一定程度的研究。
马健等[1]以杭州 4 号线盾构下穿既有地铁 1 号线为依托，分析了
数据相结合的方式来研究小角度穿越工程对路基的影响。
6 监测数据结果
提取盾构下穿施工结束后路基沉降自动化监测点 （ZDH1-
穿越期间既有线路基沉降人工监测累计变形为-1.9mm，路 1~ZDH1~10、ZDH2-1~ZDH2-10、ZDH3-1~ZDH3-10）的沉降值，
基沉降自动化监测累计变形为-2.64mm，接触网杆沉降累计变 如图 8 所示。内侧路基也就是下行京沪线与下行永丰线之间的
盾构机顶推力设置为 300kN/m2，注浆压力设置为 200kN/ m2。有限元三维模型以及结构位置如图 3 所示。盾构管片以及既 有铁路路基参数见表 2。
2021.19 科学技术创新 -159-
粘聚力/k Pa 11 .7 12 .7 30 .2 38 .2
厚度/m 5 4 .7 7
＞ 10
图 3 有限元三维模型示意图 表 2 盾构管片、既有铁路路基物理力学参数
料线，5 条线路均为有砟道床，设计速度 80km/h，下穿角度为
2 工程地质与水文情况
11.5毅耀17.5毅，下穿风险大，有必要对铁路路基以及地面沉降进行
2.1 场地地层分布
严密监测。本文依托此工程，结合数值模拟与现场监测，重点研
该地区涉及勘探钻孔最大深度为 54.00m。按照地层沉积年
究小角度穿越时对铁路路基以及地面的影响，为今后类似工程 代、成因类型、地层岩性及其物理力学性质对地层进行划分，共
铁路隧道小净距下穿既有公路隧道施工技术
铁路隧道小净距下穿既有公路隧道施工技术作者：丁宁来源：《价值工程》2018年第11期摘要：结合丹大铁路草莓沟2号隧道下穿既有盘道岭公路隧道交叉段跨度大、间距小、岩石破碎等施工难点的工程实例，总结铁路隧道下穿施工采用超前洞身双层大管棚、三台阶法、控制爆破、双层钢架初期支护等工艺特点、施工工艺流程及控制要点，可为类似工程的施工提供参考。
Abstract： According to the engineering example of the No.2 tunnel of Dandong-Dalian Railway passing through the existing section of Pandaoling highway tunnel with large span， small distance and broken rock， the technical features， construction process and control points of advance hole double pipe shed， three steps method， controlled blasting， double-shelves initial support are summarized， which can provide reference for the construction of similar projects.关键词：铁路隧道下穿；跨度大；间距小；施工技术Key words： railway tunnel underpassing；large span；small distance；construction technology中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）11-0152-040 引言草莓沟2#隧道进口位于草莓沟村东，出口位于山城一组南侧，全长4262m，为单洞双线隧道，场区地处丘陵，隧道内埋深约20～150m。
铁路隧道进口斜穿既有公路关键施工技术探讨
铁路隧道进口斜穿既有公路关键施工技术探讨随着交通事业的持续发展，铁路和公路工程的建设已经成为社会发展不可或缺的一部分。
在建设铁路线路过程中，需要越过一些现有的地形障碍，如山脉、河流等自然条件，而隧道的建造往往是解决这些问题的最佳方案之一。
同时，相邻铁路、公路工程之间也需要隧道来区分，以确保安全。
但是，隧道施工面临许多难题。
本文将重点讨论在铁路隧道进口斜穿既有公路的施工中遇到的一些关键技术问题，并对解决这些问题提供一些思路和建议。
1.施工现状传统的铁路隧道进口斜穿既有公路的施工过程通常涉及以下步骤：（1）建立施工现场，并进行各项工程准备工作；（2）在公路上方挖掘一条大约与公路方向垂直的隧道；（3）在隧道顶部加装至少一层混凝土覆盖，以确保公路两旁不会出现塌陷；（4）将所有道路所需的管道、线缆等物品（如水管、沼气管等）依照要求穿过隧道，在隧道内设置必要的降温装置。
尽管该施工方法比较成熟，但它仍存在许多问题，导致施工效率较低，成本较高，对公路的影响也比较大。
之后，随着技术的不断发展，出现了更加安全、高效的施工方法，如直挖法、千斤顶法等。
然而，每种施工方法都有一些独特的问题和局限性。
2.关键问题2.1. 施工难度大由于施工区域水土条件等因素的影响，直挖法和千斤顶法都面临着施工难度大的问题。
相比之下，传统施工方法只需要进行简单的挖掘和临时支撑工作，较为简单。
这意味着，为了提高施工效率和降低成本，需要寻找一种既能满足施工要求，又能降低施工难度的新的施工方案。
2.2. 基础设施设备难以安装随着公路和铁路的开发，所需的管道、线缆、信号系统等设备也逐渐变得更加复杂。
然而，这些设备在施工中难以安装，因为它们与现有结构的距离很小，缺乏足够的安装空间。
这意味着需要新的技术来解决此类问题。
2.3. 施工时间长传统的施工方法，由于需要进行大量挖掘和临时支撑工作，在施工中需要花费大量的时间。
这也是施工效率不高的原因之一。
而在现代社会，时间就是金钱，所以我们需要尽可能缩短施工时间。
小角度、长距离、浅埋铁路隧道下穿高速公路施工工法
小角度、长距离、浅埋铁路隧道下穿高速公路施工工法摘要：文章以金台铁路工程中上岙隧道施工项目为例，针对小角度、长距离、浅埋铁路隧道下穿高速公路的情况制定了一套施工方法，并对工法特点、工艺原理、工艺流程及操作要点展开了详细的探讨，最终保证了工程质量。
关键词：隧道施工；控制爆破；隧道下穿1 工程概括新建金华至台州铁路工程简称金台铁路，上岙隧道设计桩号DK125+680～DK125+840段下穿现状S28（台金）高速路基。
上岙隧道与台金高速公路交叉角度为18°，隧道结构与高速公路路面垂直净距为11.32m，隧道上部围岩厚度为9.82m。
上岙隧道下穿高速公路位置围岩级别为Ⅳ～Ⅴ级围岩。
2 工艺原理上岙隧道下穿高速段主要采取高速路面及边坡监控量测，洞内施工采用超前支护及控制爆破，开挖方法采用两台阶临时仰拱法，加强初期支护，洞内加强超前地质预报及监控量测等措施保证高速公路通行及施工安全，具体采取以下措施：（1）洞内超前支护采用φ108超前管棚注浆加固地层，环向间距加密至30cm。
（2）洞身开挖采用两台阶临时仰拱法，根据现场实际工程地质、水文地质条件选取爆破参数采用控制爆破方案：根据设计文件，隧道下穿段属断层破碎带及影响带，流纹斑岩，块状构造，岩体极破碎，呈角砾碎石状松散结构，易塌方掉块。
为保证隧道上方高速公路运营安全，进入下穿段后如现场实际围岩破碎，尽量采用机械凿除的方式进行开挖，减小振动对高速公路的影响；如围岩状况不具备机械凿除的条件，则考虑采用控制爆破方案。
（3）爆破采用控制爆破并加强超前地质预报。
（4）初支全环采用I20a型钢钢架，钢架间距0.6m/榀。
（5）加密地表监控量测控制点，监测人员及时反馈监测信息，调整施工参数，保证安全施工。
（6）二衬紧跟，采用50cm厚钢筋混凝土。
3 施工工艺流程及操作要点3.1 超前管棚施工（1）注浆加固范围及管棚布设。
在DK125+680～DK125+840段隧道的拱部120°范围内设置超前管棚。
铁路隧道进口斜穿既有公路关键施工技术探讨
铁路隧道进口斜穿既有公路关键施工技术探讨铁路隧道进口斜穿既有公路是一项复杂的工程施工，需要综合考虑工程技术、安全性和环境保护等多方面因素。
本文将从施工技术、安全管理和环境保护等方面对铁路隧道进口斜穿既有公路的关键施工技术进行探讨。
一、施工技术1. 隧道设计与施工：在铁路隧道进口斜穿既有公路的施工中，需要根据地形、地质和交通等因素进行综合设计。
首先需要对隧道的设计进行充分论证，确定合适的隧道长度和斜度。
其次要根据设计要求进行隧道的开挖和支护工作，采用合适的爆破和掘进技术，确保隧道的稳定性和安全性。
2. 斜穿公路的施工：对于斜穿既有公路的施工，需要进行严密的施工计划和方案设计，确保施工过程中对公路交通的影响最小。
同时要选用适当的施工设备和工艺，确保斜穿公路施工的安全性和质量。
3. 施工组织管理：在整个施工过程中，需要建立健全的施工组织管理体系，明确分工和责任，确保施工按照设计要求和施工方案进行，同时要加强施工现场的安全和质量管理，及时发现和解决问题，确保施工的顺利进行。
二、安全管理1. 交通安全：在铁路隧道进口斜穿既有公路的施工过程中，需要加强对施工现场交通安全的管理，确保公路交通的畅通和安全。
同时要合理划分施工区域，设立临时交通标志和标线，确保施工区域的交通秩序。
2. 现场安全：施工现场是最容易发生事故的地方，需要加强对施工现场的安全管理。
对施工人员进行安全教育和培训，提高他们的安全意识和应急处理能力；同时要加强对施工现场的巡视和监督，及时排除安全隐患。
3. 环境保护：施工过程中要加强对土壤、水源和空气等环境的保护，严格按照环保法规执行，合理利用和处理施工废弃物，减少对环境的污染。
三、环境保护1. 土地保护：在施工过程中，需要对施工区域的土地进行合理利用和保护，防止土地退化和水土流失，最大限度减少对土地资源的破坏。
2. 水资源保护：在施工过程中，需要采取措施避免对水资源的污染，严格控制对地下水和地表水的开采和排放，保护周边水域的生态平衡。
铁路隧道进口斜穿既有公路关键施工技术探讨
铁路隧道进口斜穿既有公路关键施工技术探讨1. 引言1.1 研究背景铁路隧道进口斜穿既有公路是一项复杂的工程技术，对交通运输和基础设施建设具有重要意义。
随着交通需求的增长和现有交通设施的老化，开展斜穿铁路隧道进口与公路交叉施工的研究和实践具有迫切的需求。
铁路隧道进口斜穿公路的施工在工程实践中面临许多挑战和技术难题。
当前，隧道施工技术水平不断提升，但针对斜穿工程的相关研究还相对较少。
开展对铁路隧道进口斜穿既有公路关键施工技术的探讨具有重要的理论和实际意义。
铁路隧道进口与公路的交叉施工一直是国内外工程领域关注的热点问题。
隧道斜穿公路的设计和施工需要充分考虑工程的安全性、经济性和可行性，这对工程技术人员提出了更高的要求。
有必要深入研究铁路隧道进口斜穿既有公路的关键施工技术，为工程实践提供更加科学的指导和支持。
1.2 研究目的本文旨在探讨铁路隧道进口斜穿既有公路的关键施工技术，旨在解决铁路和公路交通交叉施工中可能遇到的问题和挑战，提出合理可行的解决方案。
具体研究目的包括：1. 分析斜穿铁路隧道设计原则，探讨如何在已有公路上施工铁路隧道进口的技术规范和要求。
2. 探讨不同施工方案在斜穿铁路隧道进口施工中的优缺点，以及如何选择最适合的方案来确保施工进度和质量。
3. 研究施工过程中的关键技术，包括斜穿途中的支护结构设计、洞口施工工艺等，探讨如何有效解决施工过程中可能出现的技术难题。
4. 探讨安全管理措施和质量控制措施在施工过程中的重要性，以及如何确保施工过程的安全和质量。
5. 分析斜穿铁路隧道进口与公路交叉施工的技术可行性，总结研究成果，并提出未来研究方向，为相关领域的技术研究和工程实践提供参考。
2. 正文2.1 斜穿铁路隧道设计原则1. 隧道位置选择：斜穿铁路隧道进口位置的选择是非常关键的，需要考虑到与公路的交叉角度、坡度、道路交通量等因素。
通常需要进行现场勘测和综合分析，确保斜穿隧道设计与实际情况相符。
2. 隧道几何设计：斜穿铁路隧道的几何设计要符合相关标准要求，包括净高、净宽、曲线半径等参数的设计。
铁路隧道进口斜穿既有公路关键施工技术探讨
铁路隧道进口斜穿既有公路关键施工技术探讨铁路隧道进口斜穿既有公路是一项较为复杂的工程施工任务，需要在保障公路运行安全的前提下，完成铁路交通线路的建设。
在这一过程中需要克服许多技术难题，因此对于施工技术的探讨非常重要。
本文将对铁路隧道进口斜穿既有公路的关键施工技术进行探讨。
一、项目背景铁路方式是我国主要的交通方式之一，铁路隧道的建设更是铁路交通线路建设的重要组成部分。
由于地形和地貌的限制，有时需要在既有公路上进行隧道施工，因此在施工过程中要充分考虑公路的运行安全。
二、施工前的准备工作1.勘察设计施工前首先要进行勘察设计，详细了解既有公路的情况和周边环境，包括土质、地形、地貌等情况，还要了解公路的使用情况和交通流量，这些信息将对施工方案的制定和实施起到至关重要的作用。
2.技术方案根据勘察设计的结果，对于斜穿公路的具体地点和条件，制定施工技术方案。
在这一过程中，需要对地质条件进行全面的分析，确定合理的施工工艺，保障施工的安全和顺利进行。
三、施工技术探讨1. 钻孔爆破在斜穿公路的隧道施工中，钻孔爆破是一种常见的施工方法。
通过预先在地下布置钻孔，然后进行爆破作业，以达到开凿隧道的目的。
这种方法需要非常精确的爆破设计和实施，以确保不对公路和周边环境造成不利影响。
还需要加强对既有公路的监测，以防止施工过程中的事故发生。
2. 护岩支护在隧道施工过程中，需要对地下岩石进行支护，以确保施工人员和设备的安全。
而在斜穿公路的隧道施工中，护岩支护更加关键，需要根据地下岩石的情况进行合理的支护设计，保障隧道的施工安全和效率。
3. 施工监测为了确保施工的安全和质量，需要进行全程的施工监测。
对于已经建设的公路，需要加强对公路的变形和沉降情况进行监测，及时发现问题并进行处理。
在隧道施工过程中，也需要对施工现场进行实时监测，确保施工的正常进行。
四、结论铁路隧道进口斜穿既有公路的关键施工技术探讨，需要综合考虑地质条件、公路使用情况及施工工艺等多方面因素，制定合理的施工方案，保障施工的安全和顺利进行。
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0 引言
目前，我国正进行大规模的高速铁路、高速公路建 设，由于高速铁路所要求的线路曲线半径大，因此将不可 避免地出现高速铁路及高速公路在隧道位置立体交叉， 特别是在山区城市周边，这种立交隧道现象更为突出。
新建隧道施工对既有隧道的影响主要体现在既有 隧道沉降变形上，故沉降控制标准合理取值及沉降影 响范围成为设计的前提。目前，隧道下穿公路隧道的 沉降标准大 多 借 鉴 北 京、深 圳 等 地 铁 施 工 的 经 验，以 30 mm 作为控制标准。这种指标的确定要考虑的因素 较少，不能因地制宜。朱正国等［1］从公路纵坡、横坡、
道的特点决定了下穿段影响范围较大，可利用 Peck 公式理论分析其影响范围； 2） 可由保证既有隧道结构安全来确定其沉降控制标
准； 3） 可通过数值分析对初步拟定设计措施进行模拟验证，针对性地优化施工方法及工程措施。
关键词： 贵广铁路； 隧道； 设计思路； 立交； 变形控制
DOI： 10． 3973 / j． issn． 1672 － 741X． 2013． 07． 008
收稿日期： 2013 － 04 － 02； 修回日期： 2013 － 05 － 20 作者简介： 胖涛（ 1974—） ，男，四川成都人，1997 年毕业于西南交通大学地下工程与隧道工程专业，本科，高级工程师，主要从事地下工程与隧道工程 设计工作。
574
隧道建设
第 33 卷
埋铁路隧道下穿既有铁路路基的工况，通过数值模拟 总结了采用“一次性导向跟管钻进法”打设 110 m 超 前大管棚以及对既有铁路采用 3 － 5 － 3 扣轨加固的沉 降控制措施。
目前，对铁路隧道小角度下穿公路隧道这种影响 范围较大的工点如何拟定平面影响范围，制定控制指 标的研究比较少，对其设计的思路尚缺乏梳理。本文 以贵广客运专线铁路四寨二号隧道下穿厦蓉高速公路 瑞坡隧道为例，通过 Peck 曲线拟定交叉段施工影响范 围，并通过结构安全检算制定下穿既有公路隧道的沉 降控制标准。通过工程类比，拟定设计采取的工程措 施，并对下穿过程中公路隧道的预计沉降值进行理论 分析，制定完善的风险应对措施。
铁路隧道小角度斜交下穿公路隧道设计探讨
胖涛
( 中国中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610031)
摘要： 为探讨铁路隧道小角度斜交下穿公路隧道的设计难点，以贵广铁路四寨二号隧道下穿厦蓉高速公路瑞坡隧道为例，通过理
论分析、数值模拟和现场监测的方法，选择了安全经济的设计方案。主要研究内容和结论如下： 1） 破碎围岩条件下小角度立交隧
PANG Tao
（ China Ｒailway Eryuan Engineering Group Co． ，Ltd． ，Chengdu 610031，Sichuan，China）
Abstract： No． 2 Sizhai tunnel on Guiyang-Guangzhou railway crosses underneath the existing Ｒuipo tunnel on XiamenChengdu expressway with a small angle． Theoretical analysis，numerical simulation and site monitoring are made to achieve a safe and economic design of the tunnel． Main study contents and conclusions drawn are as follows： 1） No． 2 Sizhai tunnel，which crosses underneath the existing tunnel with a small angle，is located in fractured rock mass，therefore the scope of the influence induced by the construction of No． 2 Sizhai tunnel is large． The influence scope can be analysed by means of Peck formula． 2） The settlement control standard of the existing tunnel can be defined on the prerequisite that the structural safety of the existing tunnel is guaranteed． 3） The preliminary design of the tunnel can be verified by means of numerical simulation，and therefore the construction methods and countermeasures can be optimized． Key words： Guiyang-Guangzhou railway； design concept； tunnel crossing underneath existing tunnel； deformation control
3） 初步拟定下穿施工段工程措施。通过工程类 比，拟定下穿施工段超前支护措施、系统支护、施工工 法及二次衬砌参数，作为数值分析的基础。
4） 数值分析。通过数值分析对上述初拟措施进பைடு நூலகம்行模拟与验证，确定新建隧道下穿施工的设计方案。
5） 风险评估及对策。针对下穿施工可能出现的 风险事件，制定风险应急预案。
图 2 沉降槽预测示意图 Fig． 2 Prediction of settlement trough
沉降槽宽度系数
i=
H+Ｒ
。
槡2πtan （ 45° － φ /2）
式中： H 为新建四寨二号隧道拱顶距既有瑞坡隧道内
路面距离； Ｒ 为隧道等效半径； φ 为地层摩擦角。
图 2 中 W 为沉降槽宽度，Cording 等人根据摩尔 －
隧道结构安全的沉降控制值，以此作为判定下穿工程 措施的合理性依据［5］。
图 1 四寨二号隧道与既有瑞坡隧道立交平面关系示意图 Fig． 1 Sketch of No． 2 Sizhai tunnel crossing underneath existing
Ｒuipo tunnel with a small angle
1 工程概况
新建贵阳至广州客运专线铁路四寨二号隧道，全长 3 191 m，按旅客列车行车速度为 250 km / h 的双线隧道设 计，最大开挖跨度约 14. 5 m，最大开挖高度约 12. 4 m。
既有厦蓉高速公路瑞坡隧道，为左右线分修双车 道汽 车 专 用 隧 道。 左 线 全 长 1 520 m，右 线 全 长 1 469 m，设计行车速度为 60 km / h。正洞最大开挖跨 度约 14. 5 m，最大开挖高度约 12. 3 m。初期支护采用 C20 喷射混凝土，二次衬砌采用 C25 模筑混凝土，衬砌 厚度为 40 ～ 45 cm。
中图分类号： U 452． 2
文献标志码： A
文章编号： 1672 － 741X（ 2013） 07 － 0573 － 06
Case Study on Design of a Ｒailway Tunnel Crossing Underneath an Existing Highway Tunnel with a Small Angle
库仑理论，推导出 W = 5i 。
根据 Peck 公式计算本工程新建隧道对既有隧道
的横向影响范围约为 60 m。结合新建隧道和既有隧
道交叉的平面位置关系，四寨二号隧道洞身纵向在交
第7 期
胖 涛 ： 铁路隧道小角度斜交下穿公路隧道设计探讨
575
叉中心处前后各 92 m 范围内，对既有瑞坡隧道沉降有 影响，故该范围内新建隧道施工均应特殊考虑［7］。 3. 2 既有隧道沉降控制指标
平整度及工程结构稳定本身的需要出发，通过比较分 析，提出了采用平整度要求控制施工路面的不均匀沉 降。1987 年出版的《近接隧道施工的设计与指南》指 出按隧道的相对位置关系，可将其相互影响范围分为 无影响区域、要注意的影响区域和必须采取措施的范 围。新建隧道在既有隧道下方的情况，以 2． 0D 作为必 须采取措 施 的 范 围 和 要 注 意 的 范 围 的 分 界 点［2］。 黄 松 等［3］ 对 浅 埋 大 跨 隧 道 小 角 度 下 穿 既 有 线 沉 降 控 制 技术进行了研究，以既有铁路轨道纵向斜率容 许 值 1 /2 500作为控制标准，提出采用“大管棚 + 小导管”超 前预支护、CＲD 工法开挖的控制措施。岳岭［4］对超浅
2 设计思路
由于前期公路业主单位承担的类似立交工程曾发生 较大坍方，造成行车中断事故，故对本立交工程极为重 视，要求设计单位按以下思路进行设计，以明确新建隧道 对既有隧道的影响程度，并保证工程措施合理可靠。
1） 确定立交段施工影响范围。根据计算分析，确 定立交段特殊设计的起止里程。
2） 确定新建隧道施工引起既有隧道沉降的控制 标准。参照相关规范的沉降控制标准，理论分析既有
段的支护参数和施工方法，作为后续数值分析的基础。 3. 3. 1 超前支护
四 寨 二 号 隧 道 拱 部 140° 范 围 采 用 长 30 m 直 径 108 mm大管棚，环向间距为 0. 3 m，仰角为 1° ～ 3°，每循 环长度为 25 m，管棚施工前预先施作管棚工作室，拱部 外扩 1 m，纵向长度为 5 m。将拱部径向锚杆优化为 30° 外插角小导管，并利用大管棚及小导管超前注浆加固拱 部围岩，以改善围岩受力情况，防止拱部坍塌。 3. 3. 2 支护参数
3 立交段隧道设计
3. 1 施工影响范围确定 近距离立交的 2 座隧道，下方隧道施工一般会引
起上方既有隧道沉降。沉降变形在空间上表现为随开 挖其沉降槽不断向前推进，沉降槽曲线表现为类似于 正态分布的 Gauss 曲线。Peck 认为地层的沉降主要是 由地层损失所造成的。横向沉降 Peck 曲线近似描述 如图 2［6］所示。