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盾构隧道近距斜跨既有隧道施工模拟 分析及控制技术
陈 伟
（郑州一建集团有限公司，450046，郑州）
摘 要： 文章针对郑州地铁 8号线双线盾构隧道从上部近距离斜跨既有运营郑州地铁 5号线盾构隧道的
特殊工况，通过 Midas–GTS NX建立三维有限元模型，对上跨过程中既有隧道的变形进行分析研究，将数值
模拟结果与实测数据进行对比，验证了模拟分析的合理性，同时通过一定的盾构施工措施，有效控制了既有
隧道的变形，保证了运营隧道的安全。研究成果可为同类型水文地质条件下的盾构施工、设计提供借鉴和
参考。 关键词：地铁；既有隧道；斜跨施工；自动化监测
中图分类号：TU 74 文献标志码：A 文章编号：1000-4726(2022)12-1695-05
ConstruCtion simulation analysis and Control teChnology of shield tunnel oblique span the existing tunnel with short distanCe
CHEN Wei
(Zhengzhou No.1 Construction Group Co., Ltd., 450046, Zhengzhou, China)
abstract: Aiming at the special working condition of the two-line shield tunnel in Zhengzhou
that Metro Line 8 oblique span the existing shield tunnel Metro Line 5 with short distance, this paper
analyzes the deformation of the existing tunnel by a three-dimensional finite element model. Comparing
with the numerical simulation results and the measured data, the rationality of the simulation analysis
is verified. At the same time, the deformation of the existing tunnel is effectively controlled, and the
safety of the operation tunnel is ensured. It provides reference for shield construction and design under
the same type of hydrogeological conditions. Keywords: subway; existing shield; oblique span construction; automatic monitoring
在城市地铁建设过程中，随着城市规模的扩大和
地下空间的发展，难以避免地会出现新建隧道近距离
上跨、下穿、侧穿既有建构筑物基础、市政管线、综
合管廊等构建筑的复杂或特殊工况。盾构施工会引起
既有隧道周边土层的损失和扰动，特别是在富水砂层
地区，容易引起既有隧道的变形和附加应力。 国内外研究人员针对隧道近距离交叉穿越施工的
问题，做了大量的理论和工程实践研究，并取得了一
些理论性成果以及工程实践经验。邢慧堂等针对济南
地铁 R2线姜家庄出入场线盾构隧道上跨开源路站 –
烈士陵园站右线区间既有隧道工程，结合实际监测数
据验证模拟计算结果，并给出适用于济南地区地质条
件的盾构掘进参数建议值。杨志勇等在分析工程重难
点的基础上，对盾构上跨施工控制措施进行介绍并结
合施工参数控制情况对上跨措施的效果进行分析，对
既有运营隧道的变形规律进行了分析。昝子卉以某地 铁盾构隧道小间距上跨既有线隧道施工为例，通过有
限元软件建三维模型，对既有线的竖向和水平变形进
行分析研究，得出了相应的变形规律，为类似工程提
供了借鉴。
目前，国内对盾构下穿、侧穿既有隧道研究较
多，对上跨，特别是近接收端的近距离跨越施工的隧
道之间相互影响还需进一步深入，针对郑州新建 8号
线畅和街站 –郑州东站盾构段区间在盾构接收段斜跨
既有运营地铁 5号线外环线的工况进行研究。
1 工程概况
1.1 设计概况
郑州市轨道交通 8号线畅和街站 –郑州东站区间
盾构段起点里程为右（左） DK 44+557.801，终点里
程为右 DK 46+393.537，左 DK 46+392.723，左线长度
1 830.579 m（短链 4.343 m），右线长度 1 835.368 m
（短链 0.368 m）；地铁 5号线金水东路站 –郑州
东站区间（右 DK 15+258.400~ 右DK 16+217.332；
左 DK 15+207.700~ 左DK 16+217.332），右线长度
收稿日期：2022–09–05
作者简介：陈 伟（1980—），男，河南商城人，高级工程师，
e-mail: 541268703@qq.com
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Vol.53 No.12 Dec. 2022
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为958.932 m，左线长度为 1 025.941 m，右线全长
1 984.873 m。郑州市 8号线区间隧道上跨及邻近
范围为： 8号线区间里程为右 DK 46+237.960~右
DK 46+583，5 号线里程K 15+875~K 16+216。交
叉影响范围内为 5号线金水东路站 –郑州东站区
间的盾构法隧道段，该处共两条隧道结构埋深约
23.98~25.08 m，8 号线盾构隧道埋深约 13.7~14.1 m，
8 号线隧道距离 5号线区间隧道最小竖向距离为
3.646 m，其中 8号线区间左右线距离 5号线区间
隧道左右线的竖向距离分别为 4.813 m、3.646 m，
8号线区间右线与 5号线区间联络通道兼泵房竖向净
距为 6.63 m。 5号 线、8 号线盾构隧道均为内径 5.5 m、外径
6.2 m、壁厚 0.35 m的预制钢筋混凝土管片，混凝土
强度 C 50，抗渗等级 P 12，均采用土压平衡盾构施工。
1.2 工程水文地质
8 号线盾构穿越土层主要为粉土和粉
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