富水圆砾地层斜向并行隧道上部盾构掘进对下部管片力学状态的影响
Journal of Central South University（Science and Technology)（2022）
摘要
受地下空间限制,盾构区间双线隧道不可避免地存在斜向上下并行的空间关系.依托昆明地铁4号线小菜园—火车北站区间段盾构隧道工程,采用现场实测、数值模拟等方法,研究富水圆砾地层上部后行盾构隧道施工对下部先行盾构隧道管片力学行为的影响规律.研究结果表明:富水圆砾地层上部后行盾构隧道掘进过程中,下部先行隧道管片靠近侧的竖向位移大于背离侧的竖向位移,导致下部先行隧道管片发生顺时针旋转;在上部后行隧道开挖引起的地层应力释放作用下,两隧道中心连线方向上存在对下部先行隧道管片类似"斜向拉力"的外部荷载作用;下部先行隧道管片竖向位移和环向附加应力大致经历缓慢变化、快速增长和趋于平稳3个阶段,其中,快速增长阶段位于上部后行隧道刀盘与下部先行隧道目标管片前后水平距离2.9倍管片外径的范围内;在上部后行隧道盾构刀盘到达下部先行隧道目标管片竖向对应的上部隧道管片位置时,目标管片竖向位移增长最快;上部后行隧道掘进对地层所产生的应力扰动并不会显著改变目标管片所受弯矩状态.建议针对富水圆砾地层斜向并行隧道,对上部隧道与下部隧道之间的地层从先行隧道洞内深孔注浆加固,以降低后行洞开挖引起的地层扰动和先行洞的变形.
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