在既有铁路列车动力影响下的三管盾构隧道力学行为及对策研究

【摘要】：本文通过对列车动应力、土体加固对动应力扩散的影响、管片内力及配筋分析、盾构隧道纵向加固范围及加固方案的研究,从地铁施工期及长期运营期两个方面综合考虑了南新环线行车与地铁的相互影响,并通过对盾构周围土体采取加固措施,减少南新环铁路运行传下来的动荷载,增加土体抗力,以减少管片内力,同时达到控制变形、保证安全的目的。 通过对列车动应力在土层中分布规律的研究、分析,发现:轮轨力增大,路基面动应力增大,轴重越大,动应力越大,速度越高,动应力越大;轨下无构筑物时,列车动应力在地下7至8米的深度处就完成主要衰减量,轨下有构筑物时,无论在施工阶段还是在使用阶段,列车动力动应力传至结构物顶部时都会产生急剧加大。因此,必须采取措施以减小列车动应力荷载对盾构隧道结构的影响,从而从外因上减小盾构管片的变形,同时加强管片的强度和刚度,从内因上提高抵抗变形的能力。通过分析,在外因上,对隧道周围土体进行全加固能有效减小列车动应力荷载对盾构隧道结构的影响,管片振动加速度明显下降,对应振动强度也有所降低,从而减少管片的配筋量。同时,为了限制加固浆液的扩散以保证加固效果,并起到隔断盾构隧道推进过程中前方土体的压力,有效控制变形,采取旋喷桩将加固区域分块能得到较好的效果。在内因上,为保证结构长期安全性及减少配筋量,采用具有良好阻裂作用、耐疲劳、抗冲击的钢纤维砼管片。