交叉隧道施工中新建隧道周围复合地层与间距对既有隧道的沉降影响研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004-9665／2010／18(5)．0736．06交叉隧道施工中新建隧道周围复合地层与间距对既有隧道的沉降影响研究木刘镇①房明①周翠英①史海欧②(①中山大学工学院，中山大学岩土工程与信息技术研究中心广州510275)(②广州市地下铁道设计研究院广州510010)摘要沿海地区特别是广州地区地铁建设多在复合地层中进行盾构施工，开挖引起的地层沉降很难控制，如何防止大面积的地层沉降，保证既有建(构)物安全成为施工难题。基于此，本文提出了复合地层盾构施工的地质概化模型，运用三维有限元方法对交叉隧道盾构施工进行了建模分析，研究了不同的

2、复合地层类型及不同的覆土厚度与间距下，新建隧道盾构正交下穿施工对既有隧道沉降的影响。结果表明，新建隧道在近似均一土层中下穿施工引起的既有隧道沉降最大，上软下硬地层次之，长距离硬岩段最小，沉降随土层弹性模量的增加而减小；同时，既有隧道沉降随覆土厚度的增加而增大；随隧道间距的增大而减小，当间距小于2倍衬砌外径时，既有隧道沉降较大，存在损坏的危险。最后，提出了相应的沉降控制对策。关键词交叉隧道复合地层盾构下穿施工三维有限元沉降中图分类号：TU391：TU392．5文献标识码：AINFLUENCEoFMⅨGRoUNDANDSPACEARoUNDNEWTUNNELoNEXISTINGTUNNELSETT

3、LEMENTDURINGCROSSINGSHIELDCON．STRUCTIONLIUZhen~FANGMing~ZHOUCuiving~SHIHai0u②((~)SchoolofEngineeringResearchCemerfo，GeotechnicalEngineeringandInformationTechnology，SunYat—senUniversity，Guangzhou510275)((~DesigninstituteofGuangzhouMetroCorporation，Guangzhou510010)AbstractAmajorityofthemetroconstructi

4、onsincoastalareaespeciallyGuangzhouregionarebuiltinmuhi—strataground．Forthispropose，asimplifiedgeologicalmodelisproposed．With3D—FEM，theinfluenceofunder—crossingconstructiononthedisplacementoftheexistingtunnelunderdifferenttypesofmulti—strataground，thethicknessoftheoverlaysoilandthedistanceoftwotunne

5、lsisstudied．Theresultsshowthatwhenthenewtunnelbuildinginthehomogeneousground，thedisplacementisthemaximum．Thedisplacementforthecaseofupper-softandlower-hardgroundtakesthesecondplace．Thedisplacementforthecaseofhardstratumistheminimum．Thedisplacementof}收稿日期：2010—03—29；收到修改稿日期：2010—05—25．基金项目：国家自然科学基金重点

6、项目(No．41030747)；国家自然科学基金面上项目(No．40672194)；国家863高技术计划项目(2007AA11Z112)；教育部博士学科点基金项目(No．20060558060，No．20090171110044)；广东省自然科学基金重点项目(N0．06104932，No．013188)；广东省科技计划项目(No．2010A03O200007)；广东省高层次人才计划项目；广州市科技支撑计划项目，中山大学后备重点课题(No．1132169)．第一作者简介：刘镇，主要从事岩土工程与信息技术的研究工作．EMail：ueit@mail．sysu．edu．cn18(5)刘镇等：交叉隧道施

7、工中新建隧道周围复合地层与间距对既有隧道的沉降影响研究737theexistingtunneldecreasesasthesoilparametersincrease．Thedisplacementoftheexistingtunnelincreasesasthethicknessofovedaysoilincreasesanddecreasesasthenetdistanceoftwotunne