中梁山1号隧道上穿二岩铁路隧道的竖向位移影响分析

中梁山1号隧道上穿二岩铁路隧道的竖向位移影响分析

钟运秋

钟运秋

重庆市经贸中等专业学校

[摘要]随着交通的不断发展交通路线变得越来越复杂，规划路线与原有交通路线交叉屡见不鲜。在隧道领域必然就会存在在建隧道上穿或者下穿已建隧道的情况。本文采用施工监测的方法，对监测结果进行分析得出既有二岩铁路隧道竖向变形规律是新建隧道穿越前小幅度沉降，穿越时开始逐渐隆起，穿越后继续小幅度隆起。在整个监测过程中，最大沉降、隆起出现在一号隧道与二岩隧道轴线交点附近，整个变形曲线大致呈抛物线。监测全过程最大沉降和最大隆起量都小于报警值，故表面既有二岩铁路隧道是安全的结论，为今后类似工程提供一定参考价值。

[关键词]铁路隧道；上穿施工；既有隧道；监测

一、研究背景

新建隧道近距离穿越既有隧道时，由新建隧道的开挖对土体的扰动引起土层的变形和隧道结构的附加内力，如果既有隧道结构的变形超过了设计极限就会导致隧道结构破坏以致影响既有隧道的安全运营。目前新建隧道穿越既有铁路隧道下穿的方式居多上穿的方式比较少，对于出现的很多新问题还无法解决，设计、施工还没有相应的规范、标准可循。因此，只有充分认识新建隧道上穿对既有隧道的影响方式和影响程度，才能确定可行的施工方案，保证既有隧道的运营安全。

二、工程概况

重庆市轨道交通六号线为双线轻轨隧道，途经中梁山观音峡，该段采用单洞双线隧道，其里程桩号为CYK47+340～CYK52+005，隧道全长4659m。隧道分三段，CYK47+340～CYK47+560为“一号隧道”、CYK47+560～CYK47+665为“高架段”、CYK47+665～CYK52+005为“二号隧道”。本文主要研究一号隧道上穿既有二岩铁路隧道的影响分析，该段隧道全长220m，开挖宽度达10m，净空高度达8.9m。与既有二岩铁路隧道空间位置关系为：新建隧道拱低与既有隧道拱顶的距离只有15.2m约为新建隧道洞径的1.5倍，空间夹角93°。一号隧道与二岩铁路隧道交叠段最大覆土厚度为16.5m,为浅埋隧道。周围范围内围岩从下依次为土（约3m）、风化岩(约15m)、软岩。

三、既有铁路隧竖向位移监测结果分析

中梁山一号隧道近距离上穿既有二岩铁路隧道时对既有铁路隧道的竖向位移进行全程监测。现取二岩铁路隧道右线监测点Z1～Z13的变化进行分析，其中Z7为一号隧道和二岩铁路隧道轴线的交点。

根据一号隧道和二岩铁路隧道的空间位置关系，现取4个关键施工工况对二岩铁路隧道受到的扰动进行分析。关于本文所有沉降值，正值表示隆起，负值表示沉降。

既有二岩铁路隧道左线左边线对应于新建一号隧道的里程桩号为CYK47+481.1。故我们取当一号隧道开挖里程CYK47+440～47+421.1为工况一（未到达阶段），一号隧道开挖里程CYK47+421.1～CYK47+441.1为工况二（到达阶段），一号隧道开挖里程CYK47+441.1～CYK47+481.1为工况三（穿越阶段），一号隧道开挖里程CYK47+481.1～CYK47+560为工况四（通过阶段）。监测结果见图3-1所示

工况一：

此时一号隧道开挖尚未到达铁路隧道影响区域内，由图3-1可知铁路隧道产生了小幅度的沉降变形，曲线保持平稳状态，Z7点附近主要表现为沉降变形，最大沉降量为0.41mm，主要是由于新建隧道的开挖对岩层的扰动，从而使得已建铁路隧道发生小幅度沉降。

工况二：

此过程一号隧道开挖逼近既有铁路隧道上方，由图3-1可知既有铁路隧刚开始继续产生沉降变形，最大沉降量达到0.53mm但随着上部隧道的施工，既有铁路隧道开始隆起，最大隆起量达0.33mm(Z7点)。主要是因为随着上部隧道开挖的继续对既有隧道的扰动越来越大，但由于开挖过程中土体的卸载，引起土体应力释放，使得既有铁路隧道产生了趋向于新建隧道方向的位移。

工况三：

此过程为穿越既有铁路隧道上方，由图3-1可知铁路隧道继续发生隆起变形，最大隆起量达到0.9mm（Z7点），同时还发现Z7点两侧土体隆起变形也明显增大。

工况四：

次过程为穿越既有隧道之后阶段，由图3-1可知既有铁路隧道继续发生小幅度隆起变形，最大隆起量达到1.1mm(Z7)。这是因为被开挖掉的土体对下部隧道继续产生卸载作用，造成铁路隧道继续发生隆起变形。

四、结论

通过监测中梁山一号隧道上穿对既有二岩铁路隧道不同工况下（图3-1）以及左右线的竖向位移变化情况（图3-2,3-3），得出以下结论：

（1）既有二岩铁路隧道竖向变形规律是新建隧道穿越前小幅度沉降，穿越时开始逐渐隆起，穿越后继续小幅度隆起。

（2）在整个监测过程中，最大沉降、隆起出现在一号隧道与二岩隧道轴线交点附近，整个变形曲线大致呈抛物线。

（3）监测全过程最大沉降和最大隆起量都小于报警值，故表面既有二岩铁路隧道是安全的。

通过此工程实例的研究，对以后类似工程可以起到一定参考作用。

参考文献

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[4]龚伦,仇文革.铁路隧道受下穿引水隧洞近接施工影响预测[J].中国铁道科学.2007.28(4).29-33