盾构隧道群近接下穿施工顺序对既有隧道影响模型试验研究

摘要

随着地铁近接工程逐步向叠交隧道数量多、空间位置复杂的趋势发展，盾构施工对土体反复扰动的叠加效应使得规划出合理的近接施工顺序变得更加重要。针对昆明地铁4、5号线新建隧道群近接下穿2号线既有隧道，形成“三层六线”叠交的少见工况，采用室内模型试验系统研究了新建隧道群3种不同下穿施工顺序对地表沉降、既有隧道变位及纵向弯矩的影响。得出以下几点结论：(1)随着新建隧道下穿数量增多，地表沉降逐步增大，地表最终沉降为4次穿越叠加的结果，沉降峰值大致位于新建隧道群的中心线位置；(2)地表最终沉降量与新建隧道施工顺序有关。“先下后上”、“交错先下后上”工序的沉降较小；“先上后下”的沉降最大，是其他两工序的1.25和1.18倍。既有隧道的存在对其周边土体变形有一定的约束作用；(3)既有隧道在靠近新建隧道群中心线位置的沉降量受施工顺序影响较大，较远位置的基本不受影响；(4)穿越施工顺序对管片横向弯矩变化的影响不大，但对既有隧道结构纵向弯矩有一定影响，纵向弯矩差异可达15.82%;(5)综合周边环境变形控制与既有隧道结构保护的效果，推荐采用“先下后上”和“交错先下后上”的工序。研究结果对类似叠交盾构隧道的设计和施工有一定的参考价值。

关键词

盾构隧道 / 多线叠交 / 近接施工 / 施工顺序 / 模型试验