地铁盾构隧道下穿既有高铁隧道施工影响及控制技术研究

目前尚无地铁盾构隧道下穿既有运营高铁隧道工程实例,使地铁设计和施工面临新的挑战。因此,开展盾构下穿施工对既有高铁线路和隧道结构的影响及控制标准研究具有积极意义。本文以长沙地铁3号线盾构隧道下穿武广高速铁路浏阳河隧道工程为依托,通过参考相关标准和类似工程经验探讨了既有高铁线路运营及隧道结构安全控制标准,采用理论分析、数值计算等方法对盾构下穿施工过程中既有高铁隧道响应规律及影响因素、施工参数及施工措施进行了研究,主要内容及结论如下：(1)盾构下穿施工引起地层位移场和应力场的改变,进而导致既有高铁隧道结构变形和附加内力；覆土厚度、净间距、围岩条件及施工参数均会影响盾构下穿施工,而对于既定的工程来说,应重点考虑施工参数的影响。(2)分析、总结了国内外相关标准和和类似工程经验,初步制定了轨道不平顺管理值、隧道结构变形和应力增量三个方面的控制标准,以确保高铁线路运营和隧道结构安全。(3)采用三维有限差分数值(FLAC3D)进行盾构下穿施工模拟计算,全面分析了盾构下穿施工时的地层位移、既有高铁隧道结构变形和附加内力以及轨道变形等方面的规律,并讨论分析了覆土厚度、净间距及围岩条件的影响。(4)进行了基于地层损失率的盾构下穿既有高铁隧道施工影响分析。(5)开展了施工参数和地层加固措施等优化设计,获得其影响规律和合理的取值范围,并在本文研究工作及成果基础上,结合盾构施工经验,提出了针对性的施工措施。