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摘要：在管线安全事故频出的大背景下，综合管廊在城市中正发挥着自己的重要作用，同时，城市轨道交通由于地面拥堵也在蓬勃发展。由于地下空间资源紧缺，管廊工程与轨道交通工程在建设中互相影响，为更好地满足地下空间的合理利用，需要进行完善合理的设计。
关键词：管廊；上跨；盾构
1.工程概况
沈阳市地下综合管廊（南运河段）工程西起南京南街，东至善邻路。管廊沿砂阳路、文艺路、小河沿路和长安路敷设，途径南湖公园、鲁迅公园。盾构井及工艺井采用明挖法施工，区间采用盾构法施工。管廊D2盾构井~D3盾构井区间上跨地铁2号线区间。
管廊D2盾构井~D3盾构井区间在右线里程K4+167~K4+186范围内上跨既有地铁2号线青年公园站-工业展览馆站区间，既有地铁2号线采用盾构法施工，管廊区间与既有地铁2号线区间净距约2.5m。管廊区间与既有地铁2号线区间平面相交角度约为75o。
管廊及地铁盾构隧道均采用C50混凝土，隧道外径6m，内径5.4m，隧道衬砌厚300mm。
图 1.1上跨地铁2号线区间平面图
图 1.2上跨地铁2号线区间纵断面图
2.工程地质与水文地质
1.2 工程地质
主要地层由上到下描述如下：
杂填土：杂色，稍湿，松散，主要由黏性土、碎石、砖头等组成，局部含有部分植物根系。层厚1.00～8.00m。
粉质黏土：黄褐色，硬塑～软塑，状态不稳定，中等压缩性，稍湿，切面稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，局部可见该地层。层厚0.70～3.80。
圆砾：黄褐色、灰褐色，密实状态, 湿～饱和。母岩成分不一，以砂岩、结晶岩、石英、花岗岩为主。局部含少量卵石，磨圆度较好，呈亚圆形，椭圆形。厚度0.80～10.60m。
砾砂：灰褐色、黄褐色，密实，湿～饱和。矿物成分以石英、长石为主，级配良好，厚度1.30～10.70m。
中粗砂：黄褐色，中密，湿～饱和。矿物成分以石英、长石为主，级配一般，混粒结构。厚度0.90～9.70m。
1.2 水文地质
本工程位于冲洪积扇中部，沉积的地层颗粒粗，分布连续，局部地段上覆粘性土层。工程围内的地下水赋存于圆砾、砾砂等土层中，按埋藏条件划分，属第四系孔隙潜水。D2盾构井~D3盾构井区间稳定水位埋深约为8.30m～20.70m，相当于水位标高25.12m～38.98m,抗浮设防水位标高建议值为：42.00米。
3.计算方法
以地勘资料、设计资料为基础资料，采用MIDAS GTS NX有限元分析软件建立1:1有限元模型，利用数值分析的方法，综合考虑地层条件、空间效应、开挖方法等影响因素，模拟分析隧道开挖力学行为。评价新建管廊结构对周边既有结构的影响。
4.D2盾构井~D3盾构井区间管廊上跨地铁2号线区间模拟
4.1 模型假定
（1）采用弹塑性计算模型；
（2）采用均一地层，岩土体的变形是各向同性的；
（3）初始地应力的计算只考虑初始自重应力，未考虑构造应力。
（4）隧道开挖后土体应力瞬间释放。
（5）隧道衬砌的受力和变形是平面应变问题；
（6）不考虑地下水的影响。
4.2 计算模型
管廊区间上跨地铁2号线区间中心线交角为75°，下穿段长度约为20m。地铁2号线区间现有结构的三维有限元模型，模型宽度为100m，模型总高度为39.3m，模型纵向长度取100m。各岩土层采用弹塑性模型，三维实体单元，屈服准则采用Mohr-Coulomb准则；管廊区间及地铁区间结构均采用弹性模型，壳单元模拟。在模型底部施加竖向约束，模型四个侧面分别施加垂直侧面方向的水平位移约束。模型施加重力荷载，如下图所示。
管廊区间全部施工完成时对2号线既有结构影响最大，区间最大上浮量为2.99mm，最大水平变形为0.41mm。未超过安全评估控制标准。
（2）既有地铁轨道结构变形
图 4.7 管廊施工完成地铁轨道结构竖向变形云图
图 4.8 管廊施工完成地铁轨道结构水平变形云图
本区间为整体式道床，隧道底部变形近似等于轨道结构变形。管廊施工完成时轨道结构变形最大，最大上浮量为2.41mm，最大水平变形量为0.31mm，变形满足要求。
(5)新建管廊结构变形
图 4.9 新建管廊隧道竖向变形云图
图4.10 新建管廊隧道水平变形云图
新建隧道拱顶沉降约为1.63mm，拱底隆起约为1.16mm，结构竖向收敛变形2.79mm。新建隧道侧向正向位移1.14mm，负向位移1.29mm，隧道水平收敛变形约为2.43mm。
3.结语
我国管廊行业发展不断深入，计算方法和理论也在进一步完善，在今后的发展过程中，会有更科学更经济的设计方法出现，使管廊工程的设计达到更加令人满意的程度。
参考文献:
［1］《沈阳市地下综合管廊（南运河段）工程J06~J11节点井区段标准段主体结构》（2016年11月）；
［2］《沈阳市地下综合管廊（南运河段）工程2#盾构井至3#盾构井区间岩土工程勘察报告（详勘阶段）》（2015年12月）；
［3］《沈阳市地铁二号线一期工程青年公园站~工业展览馆站区间主体结构与配筋图》（2008年7月）；
［ 4］《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838-2015）
［6］《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB50911-2013）；
论文作者:崔阳,杨三资
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/15
标签：区间论文; 盾构论文; 地铁论文; 隧道论文; 结构论文; 模型论文; 工程论文; 《防护工程》2018年第4期论文;