新建地铁盾构下穿既有江心洲的隧道管片受力安全分析（论文）.pdf

· 155 · 我国拥有较为广阔的水系分布，近年来随着我国地下轨 道交通的迅速发展，新建地下铁路隧道需要穿越江河湖海的 情况愈发频繁。水下盾构隧道存在水文地质条件复杂，受水 荷载影响大，施工难度大的问题，在水下盾构隧道施工中， 管片衬砌的安全性问题尤为关键 [1]。 对于水下盾构隧道工程背景下的影响问题，国内外学者 结合实际工程进行了大量研究，谢红强等 [2]以重庆主城排水 过江盾构隧道为工程背景，研究了高外水压力对隧道的影响， 得到了作用在盾构管片上外水压力随盾构掘进状态的变化规 律，周济民等 [3]结合狮子洋水下盾构隧道工程，通过现场追 踪测试总结了管片结构外荷载和内力随时间的变化规律，并 采用三维壳—弹簧计算模型对管片结构内力分布形态进行研 究，曾铁梅等 [4]从工程勘察、设计、施工等方面对某公路地 铁越江盾构隧道进行风险识别与分析，采用R=P×C风险等级 矩阵评价方法对施工风险及参与风险进行评价，周名博 [5]结 合衡阳市合江套湘江隧道工程，使用 MIDAS GTS NX软件对 盾构施工过程进行模拟分析，研究施工荷载作用下管片衬砌 的力学响应规律，王伟 [6]针对杭州地铁1号线穿越钱塘江大断 面盾构隧道工程，分析了施工过程中面临的工作难点，并针 对各个难点提出了相应的应对措施。 以广州地铁 18号线琶洲西区站—冼村站区间穿江盾构隧 道下穿江心洲为工程背景，采用三维有限元数值分析方法分 析穿江隧道盾构施工过程中隧道管片的位移与内力变化情况， 并使用二维模型计算方法对隧道管片的受力计算结果进行 验证。 1　工程概况 广州地铁 18号线琶洲西区站—冼村站区间以 S弯形式 穿过珠江，正线设置 3处平曲线，曲线半径分别为 600 m、 5 000 m、600 m，隧道顶最小埋深约为 18.8 m，最大埋深约为 31.2 m。区间隧道在正下方穿过某江心洲，江心洲上主要结构 物为钻孔灌注桩堤岸支护、重力式沉箱堤岸及楼房建筑物，结 构物桩基与隧道管片最小净距约为14 m。根据钻孔柱状图资 料，区间隧道下穿江心洲处主要地层从地面往下依次为 2.63m 的杂填土<1-1>，6.2 m 的淤泥质粉细砂 <2-2>，6.8 m的可塑 状碎屑岩残积土 <5N-1>，3.1 m的全风化泥质粉砂岩 <6>，1.4 m 的强风化泥质粉砂岩 <7-3>，5.6 m的中风化泥质粉砂岩 <8- 3>，以下是微风化泥质粉砂岩 <9-3>。盾构隧道洞身全部处于 收稿日期 ： 2021–10–28 作者简介 ： 林世奇（1987—），男，山东烟台人，工程师，主要研究方向 为土木工程。 新建地铁盾构下穿既有江心洲的隧道 管片受力安全分析 林世奇 1，王海君 2，郑晓光 3 （1.中铁二十二局集团轨道工程有限公司，北京　100040；2.中铁建华南建设有限公司，广州　510000； 3.中铁十四局集团隧道工程有限公司，济南　250000） ［摘　要］ } ?偏r B
]Q/ ，?l{r健+仕????倡??仕9 ? 。?s?< ? 18?? ?r?·??{r B 
????=]Q|? ，?8?M??堵???堵?? B仑{r?]?Q/ B仑健+仕基好0 ? O?$?劳 ，?? ? f??圈??s B仑健+仕? O?圈?凹?r 。?圈?? \ ： B仑{r?]?Q/ B仑健+??基好?? 1.67 mm， x?? <*??? 0.55 mm、 y?? <*???0.45 mm；??? ?刷?? 30.36 kN ·m/m、?? ? 刷?? -22.45 kN ·m/m 、??? ?刷?? 32.58 kN ·m/m、?? ?刷?? -36.83 kN ·m/m 。健+??基好?? ??}/?$味)侨I夫??$味)侨I夫 冼乙 ，? \ ?$s B仑健+?}?? ，健+基好? ?刷?? ， ? \?]?Q/健+? O?。 ［关键词］ 偏r B
；?? ；健+ ；??堵 ；?? ［中图分类号］ U 45