基于隧道近距離施工的實(shí)驗(yàn)方法
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上部施工前，下部左襯砌軸力最大值為848.9kN，位于襯砌拱腳;最小軸力為569.7kN，位于襯砌頂部。最大正彎矩為(文中以內(nèi)側(cè)受拉為正)80.7kN·m，位于襯砌拱底，對應(yīng)軸力為672.9kN;最大負(fù)彎矩為48.2kN·m，位于襯砌中部，對應(yīng)軸力為760.9kN。上部施工前，下部右襯砌軸力最大值為813.7kN，位于襯砌拱腳;最小軸力為518kN，位于襯砌頂部。最大正彎矩為83.7kN·m，位于襯砌拱底，對應(yīng)軸力為644.4kN;最大負(fù)彎矩為45.1kN·m，位于襯砌中部，對應(yīng)軸力為729kN。
2上部隧道施工后下部管片內(nèi)力
上部左施工后下部管片內(nèi)力計(jì)算同時獲取了上部左施工后下部襯砌內(nèi)力，可以看出:上部左施工后，下部左襯砌軸力最大值為844kN，位于襯砌拱腳;最小軸力為555.7kN，位于襯砌頂部。最大正彎矩為83.5kN·m，位于襯砌拱底，對應(yīng)軸力為668.8kN;最大負(fù)彎矩為50.9kN·m，位于襯砌中部，對應(yīng)軸力為756.4kN。上部左施工后，下部右內(nèi)力襯砌軸力最大值為809.7kN，位于襯砌拱腳;最小軸力為510.7kN，位于襯砌頂部。最大正彎矩為86.1kN·m，位于襯砌拱底，對應(yīng)軸力為641.1kN;最大負(fù)彎矩為44.8kN·m，位于襯砌中部，對應(yīng)軸力為725.4kN。上部右施工后下部管片內(nèi)力從上部右施工后下部內(nèi)力圖中可以看出:上部右施工后，下部左襯砌軸力最大值為774.8kN，位于襯砌拱腳;最小軸力為498.1kN，位于襯砌頂部。最大正彎矩為88.1kN·m，位于襯砌拱底，對應(yīng)軸力為613.7kN;最大負(fù)彎矩為42.3kN·m，位于襯砌中部，對應(yīng)軸力為694.3kN。從上部右施工后，下部右內(nèi)力圖可看出，管片軸力最大值為803.7kN，位于管片拱腳;最小軸力為73.6kN，位于管片頂部。最大正彎矩為54.8kN.m，位于管片拱底，對應(yīng)軸力為641.4kN;最大負(fù)彎矩為48.8kN.m，位于管片中部，對應(yīng)軸力為722.6kN。
3圍巖位移結(jié)果與分析
計(jì)算同時獲取各工況位移云圖。下部左施工時，地層最大位移為18.3mm，位于下部左拱頂處，拱底隆起為11.0mm。下部右施工時，地層最大位移為18.6mm，位于下部右拱頂處，拱底隆起為11.4mm;下部施工完成后，地表位移為8.0mm左、右;上部施工后，地層位移大幅增加，最大下沉為28.2mm，位于上部右側(cè)拱頂，最大隆起為14.1mm，地表位移為18.0mm左、右。施工完成后，地表位移小于30.0mm，處于安全基準(zhǔn)范圍內(nèi)。
4結(jié)論與建議
綜合以上計(jì)算可知，下部控制截面均為正彎矩(以內(nèi)側(cè)受拉為正，與計(jì)算中符號相反)控制。上部施工造成下部已建內(nèi)力發(fā)生變化，但對下部的影響不同。對下部左，管片控制彎矩從80.7kN·m增大為83.5kN·m(上部左施工)，最終至88.1kN·m(上部右施工)，其對應(yīng)彎矩軸力從672.9kN減小為668.8kN(上部左施工)，最后至613.7kN(上部右施工);對下部右，管片控制彎矩83.7kN·m先增大為86.1kN·m(上部左施工)，最后至54.8kN·m(上部右施工)，對應(yīng)軸力從644.4kN減小為613.7kN(上部左施工)，最后至641.4kN(上部右施工)。可見，下部左彎矩增大、軸力減小，其受力最不利位置為上部右施工完成后;而下部右首先彎矩增大，軸力減小，后由于右上部土體開挖，上方荷載減小，使彎矩減小，軸力變大，其受力最不利為上部左施工完成后，右施工前。從開挖過程中位移變化來看，量值總體較小，基本控制在安全基準(zhǔn)范圍內(nèi)，下部左、右的內(nèi)力滿足襯砌受力要求，該交叉處于安全狀態(tài)。由于計(jì)算中未考慮施工階段上方機(jī)械荷載、頂進(jìn)力及運(yùn)營過程中列車動荷載的影響。因此，建議施工中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測工作，同時進(jìn)一步驗(yàn)證現(xiàn)場加固效果，確保安全施工。
作者：劉志楠張勝單位：安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司
