近年来我国地下轨道交通建设快速发展,由于交通规划的多变性以及城市的快速发展,前期城市轨道交通建设中没有预留新线的接线,或者预留工程的标准和条件不够,必然造成新建线路在既有线路附近施工的实际问题,产生了大量的新建地铁隧道下穿既有道路工程案例,其下穿施工技术难度大,新建隧道埋深浅,且地层沉降控制要求高,不确定因素多。
若施工过程中对于既有建(构)筑物控制措施不合理,不但影响隧道内施工,对地面车辆行车安全也有较大范围的影响,因此受到国内外学者的广泛关注。作为城市轨道交通建设的一种施工工法,浅埋暗挖法是在地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法。该工法具有拆迁少、不扰民、不破坏环境等特点,同时,结合工程特点和水文地质系统,创造了小导管超前支护技术、8字形网构钢拱架设计和制造技术、正台阶环形开挖留核心土施工技术和变位进行反分析计算的方法,突出时空效应对防塌的重要作用,提出在软弱地层快速施工的理念。然而,在实际工程建设中,对于结构埋置较浅、地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密集及对地面沉降要求严格等情况,采用浅埋暗挖法施工时,也应依据地质特征,不断完善和改进施工工艺,减小施工引起周围地层的移动,防止既有建(构)筑物的变位。
为此,本文作者依托深圳地铁7号线停车场出入线下穿北环大道快车道工程,采用理论计算方法、数值模拟方法、现场监测分析等技术手段相结合,对地铁隧道穿越既有市政道路的地层变形规律与控制方法进行研究,提出基于皮尔曲线模型的隧道施工地层变形三维时空预测模型,并将其拓展到地铁双线隧道;利用等效土柱法推导出地铁隧道下穿既有道路统一计算公式,并给出公式中相关参数确定方法;建立了三维数值模型,进行数值计算分析,研究了隧道下穿引起既有结构的应力应变状态;基于流固耦合模块对隧道开挖造成的孔压变化和渗流情况进行分析,研究了隧道间距对邻近隧道的影响关系;开展了超前加固措施进行比选,并对超前加固工艺进行进一步讨论。
为工程稳定性及地层控制效果的评价提供理论依据,为同类工程提供参考和奠定理论基础。由于作者水平所限,书中错误和不妥之处在所难免,敬请读者提出宝贵的批评意见。