軟件模擬新建地鐵穿越既有線路的影響分析與實踐

王鶴，石俊成

（中航勘察設計研究院有限公司）

1 引言

隨著我國軌道交通工程的快速發展，各大城市的地鐵網絡逐步形成，新建地鐵工程穿越或者臨近已建成的既有地鐵車站或區間的情況經常出現。新修建的地鐵項目在近距離穿越既有線的作業中，會出現既有結構和地層結構受損的問題，應力場會發生變化，影響既有地鐵結構的受力平衡，導致既有結構的差異變形，使既有隧道、軌道產生水平位移、沉降、差異沉降、扭曲、拉伸、爬行等局部變形，甚至會導致既有地鐵結構遭到破壞，影響地鐵運營安全［1］。

本文對北京某地鐵下穿既有地鐵工程項目進行施工過程模擬，反映了結構與土體、新建線路與既有線的共同作用，采用有限元分析模型分析在盾構施工過程中既有線的受力情況，并分析預測施工擾動下既有線的變形值及安全狀態，以確保施工過程中既有線的安全。

2 工程概況

北京某新建地鐵線盾構隧道區間，兩盾構中心線的距離約為17.07m～16.65m，新建地鐵線與既有地鐵線區間隧道的寬度、盾構管片厚度、直徑、區間盾構隧道頂部埋深分別為：5.7m、0.3m、5.4m、18.4m，高度為6.1m，襯砌厚度為0.55m，左右線兩隧道中心線的距離為13.8m，隧道頂部距離地表面為10.33m。新建地鐵線盾構隧道垂直下穿既有線區間，新建盾構隧道與既有線隧道凈距2.15m（見圖1）。

圖1 新建地鐵盾構隧道垂直下穿既有線區間工程示意圖

3 結構安全影響評價

3.1 評價思路及方法

根據新建地鐵線盾構隧道與既有線隧道的相對位置關系，考慮工程影響范圍，確定評估范圍。……