地铁盾构并行下穿既有明挖隧道加固方案研究——济南黄河隧道北岸段地铁下穿明挖公路隧道为例

作者：傅金阳; 张洪瑜; 孙前辉; 张亮亮; 阳军生; 李亚楠

来源：隧道建设 (中英文), 2023, 1-11.

• 地铁盾构
• 既有明挖公路隧道
• 立柱桩
• 三轴搅拌桩
• 底部脱空
• 结构变形
• 应力增量

为了解决公轨合建水下隧道分离后，地铁隧道长距离并行近接下穿明挖隧道过程中面临的变间距下穿扰动、地层脱空的问题。以济南黄河隧道北岸段地铁下穿明挖公路隧道为依托，建立考虑可张开地层-结构界面和结构变形缝的精细化三维仿真模型，探究不同加固方案下盾构施工对地层脱空及既有结构的影响。结果表明：相比于无加固措施，采用“立柱桩”加固后，最大地表沉降减少了52%，沉降曲线峰值叠加效应得到有效控制；采用“立柱桩”配合“三轴搅拌桩”加固，盾构下穿过程中既有结构底板横向最大差异沉降减少43.4%，最大沉降降低47.0%；无加固措施下，盾构掘进导致既有隧道结构底板与地层之间脱空效应明显，最大脱空位移达1.44mm，相比于“三轴搅拌桩”加固，采用“立柱桩”加固更能有效减少结构底板脱空；无加固措施下既有结构最大拉应力增量超限（1MPa），采用单一“三轴搅拌桩”加固有增大既有结构注浆范围内拉应力增量趋势，而采用“立柱桩”配合“三轴搅拌桩”加固，可有效减少50%的既有结构拉应力增量。盾构并行下穿既有结构时，相比显著强化单一加固措施，综合考虑地层位移控制（防脱空）和结构应力控制的加固措施更加安全有效。

• 单位
  土木工程学院; 中南大学; 中铁第四勘察设计院集团公司