地铁重叠隧道施工顺序研究

      4.3地表沉降
      施工过程中地表沉降区域主要集中在离隧道中心线对应地表点左右8m范围的区域内。各典型施工阶段地表最大沉降值都位于隧道中心线对应的地表点处,表4为两种施工顺序典型施工阶段地表沉降分布状况。由表4可以看到:在地表无建筑物工程条件时,施工结束时采用先上洞后下洞施工顺序的地表最终沉降值为2.5mm,而采用先下洞后上洞施工顺序的地表最终沉降值为4.2mm;在地表有房屋基础工程条件时,施工结束时采用先上洞后下洞施工顺序的地表最终沉降值为24mm,而采用先下洞后上洞施工顺序的地表最终沉降值为19mm。由此可得,在地表无建筑物工程条件时,先上洞后下洞施工顺序无论在单洞施工结束还是在双洞施工结束时其地表沉降值都将小于先下洞后上洞施工顺序相应的地表沉降值;但在地表有房屋基础工程条件时以上结果则刚好相反。 
      4.4地层塑性区
      隧道施工过程中,在地表无建筑物工程条件时,地层塑性区主要集中在隧道横断面内离隧道结构距离为3m的范围内;但在地表有房屋基础工况时,地层塑性区将从房屋基础延伸至隧道结构处,并主要分布于离隧道结构距离为3m的范围内。表5所示为两种施工顺序典型施工阶段地层塑性区分布状况:在地表无建筑物工程条件时,施工结束时采用先上洞后下洞施工顺序的地层最大塑性应变为0.004615,而采用先下洞后上洞施工顺序的地层最大塑性应变为0.009052;在地表有房屋基础工程条件时,施工结束时采用先上洞后下洞施工顺序的地层最大塑性应变为0.010883,而采用先下洞后上洞施工顺序的地层最大塑性应变为0.009469。由此同样可以得出以下结论:在地表无建筑物工程条件时,先上洞后下洞施工顺序在施工全过程的地层塑性应变值都将小于先下洞后上洞施工顺序相应的地层塑性应变值;但在地表有房屋基础工程条件时,以上结果刚好相反。 
      4.5　结构内力
      由于上下隧道施工的相互影响,上下重叠隧道的内力与单洞隧道的内力分布有一定的不同,同时在地表有房屋基础工程条件时,由于房基的存在,会更进一步影响重叠|考试大|隧道的内力分布。表6所示为两种施工顺序施工结束时盾构隧道管片内力分布情况。由表6可以得出同地层应力、地层位移、地表沉降和地层塑性区相同的结论:在地表无建筑物工程条件时,先上洞后下洞施工顺序施工全过程结构的内力值(包括轴力和弯矩)都将小于先下洞后上洞施工顺序相应的结构内力值;但在地表有房屋基础工程条件时,以上结果却刚好相反。 
      5结论
      (1)在地表无建筑物工程条件时,采用先上洞后下洞施工顺序的,地层应力、地层位移、地表沉降、地层塑性区和结构内力值在施工全过程中的最大值都将小于采用先下洞后上洞施工顺序的相应值,这与相关报道的研究成果一致。
    (2)在地表有房屋基础工程条件(可以认为在地表有一相当的集中荷载)时,采用先上洞后下洞施工顺序的地层应力、地层位移、地表沉降、地层塑性区和结构内力值在施工全过程中各阶段的最大值都将大于采用先下洞后上洞施工顺序的相应值,这与相关报道的研究成果相反。
      (3)由于地表有房屋基础工程条件的各项最大指标值(包括地层应力、地层位移、地表沉降、地层塑性区和结构内力值)都比地表无建筑物工程条件时的相应值大,这就说明地表有房屋基础的工程条件为施工过程中的最不利工程条件,根据最不利工程条件下优选最佳施工顺序的原则,现场最终在重叠隧道段选用了先下洞后上洞的施工顺序。