張社榮，馮曉成，于　茂，王　超

(1.天津大學(xué)水利工程仿真與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津　300072; 2.天津大學(xué)建筑工程學(xué)院，天津　300072)

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盾構(gòu)雙線隧道下穿通信鐵塔近接影響分析

張社榮1，2，馮曉成1，2，于茂1，2，王超1，2

(1.天津大學(xué)水利工程仿真與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300072; 2.天津大學(xué)建筑工程學(xué)院，天津300072)

摘要：地鐵雙線隧道盾構(gòu)下穿通信鐵塔，風(fēng)險(xiǎn)程度較高。研究盾構(gòu)近接施工對(duì)鐵塔位移的影響，對(duì)于保證施工中鐵塔穩(wěn)定具有重要意義。以天津地鐵6號(hào)線盾構(gòu)隧道下穿通信鐵塔為例，通過有限元數(shù)值分析軟件ABAQUS對(duì)盾構(gòu)施工過程進(jìn)行模擬。將地表沉降計(jì)算值與地表實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證盾構(gòu)模擬的合理性。對(duì)地鐵雙線隧道不同位置處下穿通信鐵塔時(shí)鐵塔位移變化進(jìn)行研究，得到各位置處鐵塔位移分布規(guī)律。同時(shí)分析鐵塔受影響較大區(qū)域，結(jié)果表明在左線隧道開挖過程中，距隧道中心2倍洞徑范圍內(nèi)鐵塔受影響程度最大；右線隧道開挖過程中，左線隧道左側(cè)2倍洞徑至右線隧道右側(cè)2倍洞徑范圍內(nèi)鐵塔受影響程度最大。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)；雙線隧道；通信鐵塔；數(shù)值分析

1概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加劇，地鐵工程迅速發(fā)展，隧道盾構(gòu)施工下穿既有構(gòu)筑物的現(xiàn)象越來越多。地鐵隧道施工過程中會(huì)對(duì)周邊土體產(chǎn)生擾動(dòng)，引起不同程度的地表變形問題，進(jìn)而可能威脅臨近構(gòu)筑物的安全。雙線平行隧道盾構(gòu)施工中，受左、右線隧道的共同作用，地表變形較為復(fù)雜。地鐵雙線隧道盾構(gòu)下穿通信鐵塔施工過程中受地表變形影響，鐵塔容易發(fā)生傾斜，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生傾覆[1]，直接關(guān)系到鐵路無線通信信號(hào)的穩(wěn)定以及周邊列車及行人的安全[2]。因此，針對(duì)雙線隧道盾構(gòu)施工對(duì)地表及既有構(gòu)筑物影響以及地下開挖對(duì)鐵塔變形影響等問題學(xué)者們展開了較多的研究。朱雙廳等[3]、曲強(qiáng)等[4]基于風(fēng)險(xiǎn)分析理論，依托現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，對(duì)隧道施工過程中各盾構(gòu)參數(shù)進(jìn)行調(diào)控，保證了下穿既有鐵路的安全性；張?zhí)烀鱗5]對(duì)盾構(gòu)施工過程中周圍土體的影響進(jìn)行了分析，提出了控制地層沉降的相應(yīng)措施；張文正[6]以某地鐵雙線隧道盾構(gòu)下穿北京西站為例，基于ANSYS軟件對(duì)上覆建筑物變形進(jìn)行了分析，得出隨隧道開挖的進(jìn)行既有構(gòu)筑物沉降值不斷增大的結(jié)論；張社榮等[7]考慮滲流耦合條件，對(duì)軟土地區(qū)盾構(gòu)隧道施工過程進(jìn)行三維數(shù)值模擬，得出施工過程中距開挖面3～4倍洞徑范圍內(nèi)土體變形較大的結(jié)論；姜曉婷等[8]、彭暢等[9]對(duì)隧道盾構(gòu)掘進(jìn)過程進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了隧道開挖對(duì)既有構(gòu)筑物傾斜的影響；徐茂兵[10]以深圳地鐵隧道下穿鐵塔工程為背景，從施工技術(shù)、結(jié)構(gòu)安全等方面對(duì)加固方案進(jìn)行了對(duì)比，確定了地表樁基托換的加固方案；黃沛[11]依托桑浦山隧道出口段工程，以三臺(tái)階七步開挖法為隧道施工方式，對(duì)隧道下穿鐵塔工程進(jìn)行數(shù)值模擬，得出在鐵塔正下方開挖的階段，鐵塔沉降與位移占總沉降與總位移的75%左右的結(jié)論；楊元洪[12]、張華林[13]依托李家沖隧道下穿輸電鐵塔工程，采用三臺(tái)階留核心土法模擬了隧道下穿鐵塔施工過程，分析了上覆鐵塔與隧道施工相互之間的影響及規(guī)律，研究了單洞施工條件下隧道下穿輸電鐵塔過程中鐵塔位置、隧道洞徑等對(duì)鐵塔變形的影響?？傮w來看，隧道盾構(gòu)施工對(duì)地表及既有構(gòu)筑物影響以及地下開挖對(duì)鐵塔變形影響等問題研究較多，但對(duì)地鐵雙線隧道盾構(gòu)下穿通信鐵塔方面的研究較少，盾構(gòu)下穿鐵塔過程中鐵塔位移變化規(guī)律有待進(jìn)一步研究。

結(jié)合天津地鐵6號(hào)線雙圓隧道盾構(gòu)下穿天津西站站場(chǎng)通信鐵塔的工程實(shí)例，研究地鐵雙線隧道在不同位置處下穿通信鐵塔時(shí)鐵塔位移規(guī)律，探究施工過程中鐵塔受影響程度較大區(qū)域，對(duì)于隧道下穿通信鐵塔工程設(shè)計(jì)、施工，保證施工中鐵塔穩(wěn)定具有重要參考意義。

2工程概況

天津地鐵6號(hào)線北竹林站—西站站盾構(gòu)區(qū)間為平行雙線隧道，工程由北竹林站向西站站方向推進(jìn)，依次下穿津滬高鐵、津秦高鐵、京津城際聯(lián)絡(luò)線等天津西站站場(chǎng)重要設(shè)施。津秦高鐵與城際聯(lián)絡(luò)線中部過渡段落，設(shè)有通信基站一處，基站內(nèi)共設(shè)通信鐵塔、箱式變電站、通信基站機(jī)房三處構(gòu)筑物。以通信鐵塔為對(duì)象進(jìn)行研究，分析雙線隧道在不同位置處下穿鐵塔時(shí)對(duì)鐵塔的影響。天津地鐵6號(hào)線下穿天津西站站場(chǎng)示意如圖1所示。

圖1　天津地鐵6號(hào)線下穿天津西站站場(chǎng)示意

3盾構(gòu)施工的模擬

3.1三維數(shù)值模型

如圖2所示，隧道內(nèi)徑為5.5 m，隧道中心埋深為18.8 m，左、右線隧道相距17 m，選取沿盾構(gòu)掘進(jìn)方向160 m范圍內(nèi)的土體作為盾構(gòu)穿越影響分析的計(jì)算模型，且自隧道中心向兩側(cè)及下部各延伸40 m(至少6倍洞徑)，建立三維數(shù)值模型。隧道管片內(nèi)半徑為2.75 m，管片厚度0.35 m，等效層厚度分別為(超挖、盾殼、操作間隙)1、5、1 cm。通信鐵塔為自立式角鋼塔，高度為25 m，根開為3.5 m，鐵塔基礎(chǔ)為圓柱形，埋深4.0 m。模型共劃分175 776個(gè)單元及157 705個(gè)節(jié)點(diǎn)。計(jì)算中實(shí)體單元采用C3D8P模擬，鐵塔及塔基采用B31模擬。塔基與周圍土體進(jìn)行耦合，與鐵塔連接處共節(jié)點(diǎn)。

坐標(biāo)系如圖2(a)所示，x軸與隧道軸線方向垂直，以沿隧道掘進(jìn)方向向右為正；y軸沿隧道軸線方向，以盾構(gòu)掘進(jìn)方向?yàn)檎粃向?yàn)樨Q直方向。模型四周為法向約束，底部施加全約束，上部表面為自由表面。計(jì)算中考慮土體滲流，地下水位線所在的面為自由邊界，其孔隙水壓力為零，四周以及底部邊界為不透水邊界。本工程穿越地段主要有粉質(zhì)黏土、粉土、粉砂等，采用修正劍橋本構(gòu)，其材料參數(shù)如表1所示。鐵塔及塔基截面屬性及材料參數(shù)見表2。

圖2　雙線隧道盾構(gòu)下穿通信鐵塔有限元模型示意(單位：m)

材料層厚/m密度/(kg/m3)干密度/(kg/m3)泊松比λκM孔隙率滲透系數(shù)/(m/s)雜填土1.3191014310.30.070.0041.240.9471.1E-7粉質(zhì)黏土13.3198016430.30.060.0031.240.6831.1E-7粉土4.2198016780.30.040.0021.200.6461.1E-7粉質(zhì)黏土7.2198016430.30.060.0031.240.6831.1E-7粉土5.0198016780.30.040.0021.200.6461.1E-7粉砂4.8197014760.250.040.0021.200.8741.1E-6粉質(zhì)黏土4.8198016430.30.060.0031.240.6831.1E-7粉砂16.0197014760.250.040.0021.200.8741.1E-6

表2　鐵塔及基礎(chǔ)截面屬性和材料參數(shù)

3.2盾構(gòu)掘進(jìn)過程的模擬方法

采用生死單元法分步移除和激活不同區(qū)域及材料的單元，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)掘進(jìn)過程的動(dòng)態(tài)模擬。盾構(gòu)中每次向前推進(jìn)一環(huán)，盾首周圍相應(yīng)土體單元變?yōu)槎軜?gòu)單元和超挖間隙單元。尾部盾構(gòu)單元變?yōu)槎芪部障秵卧?，同時(shí)激活一環(huán)管片單元，而盾尾的間隙單元(包括：超挖間隙單元、盾尾空隙單元和操作間隙單元)則同步變?yōu)樽{單元(圖3)。

圖3　盾構(gòu)模擬單元材料示意

在材料模擬方面，盾構(gòu)開挖后的土體單元采用空模型；盾殼、管片襯砌采用線彈性本構(gòu)，用實(shí)體單元模擬，其彈模分別取為210、34.5 GPa；間隙單元采用低模量的軟材料進(jìn)行模擬，彈性模量取為10 kPa；為模擬盾構(gòu)開挖過程中刀盤擾動(dòng)及掌子面卸荷引起的土體位移，選取掌子面區(qū)域部分單元，按經(jīng)驗(yàn)取彈模為原彈模的1/2，進(jìn)行卸荷模擬(圖3中卸荷單元區(qū)域)，卸荷區(qū)厚度與管片厚度相等，取為1.2 m。對(duì)于盾尾注漿材料，根據(jù)其凝固過程，分為液體注漿材料(彈模為1 MPa)和硬化注漿材料(彈模為40.0 MPa)進(jìn)行模擬。

考慮到該區(qū)域?yàn)檐浲羺^(qū)域，地下水埋深較淺，隧道開挖對(duì)工程影響較大，故采用流固耦合技術(shù)，在盾構(gòu)施工中定義初始孔壓、初始孔隙比以及水面線位置進(jìn)行滲流的模擬。計(jì)算時(shí)地下水線取地表以下1.5 m。數(shù)值模擬中灌漿壓力取為0.3 MPa，施加于管片外表面；土倉(cāng)壓力取為0.3 MPa，作用在掌子面。

本文中雙線隧道開挖采用左線開挖完成后再進(jìn)行右線開挖的施工工序。

圖4　左線隧道施工地表土體橫向沉降分布

4盾構(gòu)隧道下穿通信鐵塔位移影響分析

4.1盾構(gòu)掘進(jìn)數(shù)值模擬驗(yàn)證

根據(jù)實(shí)際工程地面沉降監(jiān)測(cè)成果，將左線先行隧道施工完成時(shí)地面橫向沉降實(shí)測(cè)值與相應(yīng)位置處地面橫向沉降數(shù)值模擬值進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果如圖4所示。從圖中可以看出，模擬值與實(shí)測(cè)值變化規(guī)律基本一致，數(shù)值相差較小，相差百分比在3%～16%的范圍內(nèi)，表明數(shù)值模擬計(jì)算具有一定的可靠性。

4.2雙線隧道正中間位置通信鐵塔位移變化規(guī)律分析

圖5　鐵塔位移隨分析步變化曲線

由圖5(a)(b)(c)可知，地鐵雙線隧道盾構(gòu)下穿鐵塔時(shí)，鐵塔各腳點(diǎn)位移U1、U2、U3隨分析步變化規(guī)律基本一致。

(1)橫向水平位移：左線隧道開挖過程中，各塔腳點(diǎn)U1隨隧道開挖逐漸增大，左線隧道開挖完成時(shí)達(dá)到較大峰值，最大為-5.42 mm，表明塔基向左側(cè)偏移位移達(dá)到最大。隨右線隧道的開挖，各塔腳點(diǎn)向左偏移值不斷減小。隧道施工完成后，U1整體較小。

(2)縱向水平位移：左線、右線隧道開挖過程中，各塔腳點(diǎn)U2均隨隧道開挖呈先增大后減小的變化規(guī)律，相應(yīng)的各塔基均向隧道開挖側(cè)發(fā)生偏移。在左、右線隧道開挖至鐵塔中心平面附近時(shí)，各塔基縱向位移均達(dá)到較大峰值，分別為-2.82、-2.46 mm。

(3)沉降位移：左右線隧道盾構(gòu)下穿鐵塔時(shí)，各塔腳點(diǎn)U3均隨隧道開挖不斷增大。受塔腳點(diǎn)到開挖隧道距離的影響，在開挖過程中，距開挖隧道較近的塔腳點(diǎn)沉降變化較大。右線隧道施工完成后，各塔腳點(diǎn)沉降位移均達(dá)到最大，分別為15.66、15.46、15.58、15.48 mm，沉降差較小。

(4)傾斜率：隧道施工過程中，鐵塔傾斜率先隨左線隧道開挖逐漸增大，在左線隧道開挖完成時(shí)達(dá)到最大值；隨著右線隧道的開挖，鐵塔傾斜率逐漸減小，表明鐵塔向開挖側(cè)隧道發(fā)生偏移。受對(duì)稱性影響，右線隧道開挖完成時(shí)該位置處鐵塔傾斜率基本為零。

左、右線隧道開挖至鐵塔中心平面附近時(shí)，各塔基位移變化及鐵塔傾斜率變化均較大，表明此時(shí)鐵塔受隧道開挖影響最為顯著。開挖面距離鐵塔中心平面較遠(yuǎn)，各塔基位移及鐵塔傾斜率變化基本為0，表明此處受隧道開挖影響較小。綜合分析表明，隧道盾構(gòu)施工過程中鐵塔受影響程度與開挖面距鐵塔中心平面的距離呈一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

4.3不同位置下穿通信鐵塔位移影響分析

為研究雙線隧道不同位置處下穿通信鐵塔時(shí)對(duì)鐵塔位移的影響，參考盾構(gòu)隧道下穿建筑物影響范圍區(qū)域研究成果[7-9]，結(jié)合工程實(shí)際，采用三維數(shù)值仿真技術(shù)，對(duì)位置因素進(jìn)行敏感性分析。擬定a～h共8個(gè)典型位置進(jìn)行分析，各位置通信鐵塔與雙線隧道平面位置關(guān)系如圖6所示。圖6中隧道軸線箭頭指向盾構(gòu)推進(jìn)方向，1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)表示各塔腳點(diǎn)位置。橫坐標(biāo)原點(diǎn)位于左線隧道軸線，以管片內(nèi)徑D(5.5 m)為單位，2號(hào)塔腳點(diǎn)橫坐標(biāo)表示鐵塔位置。a處鐵塔關(guān)于左線、右線隧道中心線對(duì)稱，c處鐵塔關(guān)于左線隧道軸線對(duì)稱。

以塔腳點(diǎn)沉降和鐵塔傾斜率為主要指標(biāo)，分析各鐵塔位移變化特征。以2號(hào)塔腳點(diǎn)為典型點(diǎn)進(jìn)行塔基沉降分析。左、右線隧道開挖完成時(shí)各位置處塔基沉降及鐵塔傾斜率分布如圖7所示。圖7(b)中M點(diǎn)為左、右線隧道開挖完成時(shí)鐵塔傾斜率分布曲線交點(diǎn)。根據(jù)通信鐵塔工程相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[14]，鐵塔傾斜率允許值為1/1 500，即0.000 67。

圖6　鐵塔典型位置平面布置

圖7　典型位置處塔基沉降位移及鐵塔傾斜率分布曲線

由圖7可知，左線隧道開挖完成時(shí)，各位置處塔基沉降整體呈凹槽分布，關(guān)于隧道軸線對(duì)稱。隨距開挖隧道軸線距離的增大，塔基沉降位移逐漸減小。在位置c處鐵塔沉降值最大，為12.77 mm。在距隧道軸線4D距離處，塔基沉降位移較小，為1.42 mm，占最大沉降位移的11.1%。右線隧道開挖完成時(shí)，塔基沉降仍呈凹槽分布，但各點(diǎn)處沉降值均有一定的增大。在當(dāng)前條件下，兩隧道中間范圍內(nèi)鐵塔腳點(diǎn)沉降最大。

左線隧道施工完成時(shí)，各位置處鐵塔傾斜率分布曲線關(guān)于左線隧道軸線對(duì)稱。在隧道左側(cè)，隨著距隧道軸線距離的增大，鐵塔傾斜率呈先增大后減小的規(guī)律，在距隧道中心線約1.5D處達(dá)到最大，為0.001 025。受對(duì)稱性影響，左線開挖完成時(shí)，位置c處鐵塔傾斜率較小，基本為0。右線隧道施工完成時(shí)，鐵塔傾斜率分布曲線關(guān)于左、右線隧道中心線對(duì)稱(橫坐標(biāo)1.5D)。在典型點(diǎn)M左側(cè)，各位置處鐵塔傾斜值均有一定增大，繼續(xù)向開挖側(cè)發(fā)生傾斜。典型點(diǎn)M右側(cè)至左右線隧道中心線范圍內(nèi)，受對(duì)稱性影響，鐵塔向右發(fā)生傾斜，其傾斜率均有所降低。位置a、b處傾斜率降低明顯，基本為0。當(dāng)鐵塔位于左線隧道左側(cè)1D及右線隧道右側(cè)1D位置附近時(shí)，傾斜率達(dá)到最大，為0.001 287。

4.4鐵塔受影響程度較大區(qū)域分析

地鐵雙線隧道盾構(gòu)下穿通信鐵塔，受鐵塔位置影響，不同位置處下穿對(duì)鐵塔影響程度不同。為分析隧道下穿鐵塔施工過程中鐵塔位移受影響程度較大區(qū)域，分別取左、右線隧道開挖過程中各位置處鐵塔沉降及傾斜率最大值進(jìn)行分析(表3)。左、右線隧道開挖過程中，對(duì)于沉降值，各位置處鐵塔均分別在左、右線隧道施工完成時(shí)達(dá)到最大；對(duì)于傾斜率，位置a、b處在左線隧道開挖完成時(shí)達(dá)到最大；位置c處在左線隧道開挖至鐵塔中心平面附近時(shí)達(dá)到最大，主要發(fā)生縱向傾斜；位置d～h處鐵塔傾斜率分別在左、右線隧道施工完成時(shí)達(dá)到最大。

由表3可知，左線隧道施工完成后，在距隧道軸線0～1D的范圍內(nèi)，鐵塔各處沉降值達(dá)到最大沉降值的70%以上。對(duì)于傾斜率，距左線隧道軸線距離1D～2D范圍內(nèi)，鐵塔各處傾斜率較大，達(dá)到最大傾斜率的70%以上。綜合考慮鐵塔沉降及傾斜率，表明左線隧道開挖完成后，距隧道軸線距離2D范圍內(nèi)鐵塔受影響程度最大。右線隧道施工完成后，塔基沉降位移值及鐵塔傾斜率均關(guān)于左、右線隧道中心線對(duì)稱。以中心線左側(cè)區(qū)間進(jìn)行分析，對(duì)于沉降值，在-1D～1.5D范圍內(nèi)，各處塔基沉降值達(dá)到最大沉降值的70%以上；對(duì)于傾斜率，在-2D～-1D范圍內(nèi)，鐵塔各處傾斜率達(dá)到最大傾斜率的70%。考慮對(duì)稱性，綜合分析表明，當(dāng)前條件下，在左線隧道左側(cè)2D到右線隧道右側(cè)2D區(qū)間范圍內(nèi)鐵塔受影響程度最大。

表3　各位置處鐵塔傾斜率及塔基沉降最大值

5結(jié)論

以天津地鐵6號(hào)線盾構(gòu)下穿通信鐵塔工程為依托，在當(dāng)前隧道埋深、洞徑、雙線隧道間距、土層特性等條件下，對(duì)施工過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析，主要得到以下結(jié)論。

(1)將左線隧道施工完成時(shí)地面橫向沉降實(shí)測(cè)值與相應(yīng)計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比分析，二者變化規(guī)律基本一致，表明數(shù)值模擬具有一定的可靠性。

(2)雙線隧道盾構(gòu)下穿鐵塔施工過程中，各塔腳點(diǎn)沉降位移均隨隧道開挖不斷增大。左、右線隧道開挖至鐵塔中心平面附近時(shí)，各塔基位移變化及鐵塔傾斜率變化均達(dá)到最大，隧道盾構(gòu)施工過程中鐵塔受影響程度與開挖面距鐵塔中心平面的距離呈一定的負(fù)相關(guān)。

(3)左、右線隧道施工完成時(shí)，各位置處塔腳點(diǎn)沉降整體呈凹槽分布，但右線開挖完成時(shí)各點(diǎn)處沉降值較左線開挖完成時(shí)有一定增大。對(duì)于傾斜率，左線隧道開挖完成時(shí)，在隧道左側(cè)，隨著距隧道軸線距離的增大，鐵塔傾斜率呈先增大后減小的規(guī)律，在距隧道軸線約1.5倍洞徑處達(dá)到最大。右線隧道開挖完成時(shí)，在左線隧道左側(cè)1倍洞徑、右線隧道右側(cè)1倍洞徑位置附近鐵塔傾斜率達(dá)到最大。

(4)綜合考慮鐵塔沉降及傾斜率，左線隧道開挖過程中，距隧道軸線距離2倍洞徑范圍內(nèi)鐵塔受影響程度最大；右線隧道開挖過程中，在左線隧道左側(cè)2倍洞徑到右線隧道右側(cè)2倍洞徑區(qū)間范圍內(nèi)鐵塔受影響程度最大。盾構(gòu)隧道在該區(qū)域下穿通信鐵塔時(shí)，施工風(fēng)險(xiǎn)較高，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。

參考文獻(xiàn)：

[1]陽軍生，楊元洪，晏莉，等.大斷面隧道下穿既有高壓輸電鐵塔施工方案比選及其應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2012，31(6):1184-1191.

[2]沙玉林.鐵路通信鐵塔設(shè)計(jì)的分析與思考[J]. 鐵道通信信號(hào)，2012，48(1):55-59.

[3]朱雙廳，沈煒東，劉錦成，等.長(zhǎng)沙地鐵富水軟弱地層盾構(gòu)下穿京廣鐵路風(fēng)險(xiǎn)分析與控制研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2014，58(6):102-107.

[4]曲強(qiáng)，于鶴然. 盾構(gòu)隧道下穿城鐵地面線施工風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)策研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2013(6):88-91.

[5]張?zhí)烀?淺談盾構(gòu)下穿建筑物掘進(jìn)參數(shù)控制[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2012，49(2):92-98.

[6]張文正.盾構(gòu)下穿北京地鐵13號(hào)線望京西站站房基礎(chǔ)變形及數(shù)值分析[J].隧道建設(shè)，2014，34(3):226-236.

[7]張社榮，田新星，王剛，等.軟土地區(qū)盾構(gòu)法隧道施工三維數(shù)值模擬[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2012，8(4):807-814.

[8]姜曉婷，路平，鄭剛，等.天津軟土地區(qū)盾構(gòu)掘進(jìn)對(duì)上方建筑物影響分析[J].巖土力學(xué)，2014(S2):535-542.

[9]彭暢，伋雨林，駱漢賓，等.雙線盾構(gòu)施工對(duì)鄰近建筑物影響的數(shù)值分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008，S2：3868-3874.

[10]徐茂兵. 區(qū)間隧道通過既有高壓鐵塔加固方案[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2002，39(5):48-52.

[11]黃沛.隧道施工對(duì)全風(fēng)化花崗巖地區(qū)地表構(gòu)筑物影響的研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2010.

[12]楊元洪.李家沖大跨度隧道施工與上覆高壓輸電鐵塔相互影響分析[D].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2010.

[13]張華林.隧道施工對(duì)上覆高壓輸電鐵塔的影響分析與應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2012.

[14]中華人民共和國(guó)鐵道部.TB10755—2010高速鐵路通信工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2010.

收稿日期：2015-10-04； 修回日期：2015-10-28

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金(51321065)；天津市應(yīng)用基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計(jì)劃青年項(xiàng)目(15JCQNJC08000)

作者簡(jiǎn)介：張社榮(1960—)，男，教授，1982年畢業(yè)于天津大學(xué)，工學(xué)博士。

文章編號(hào)：1004-2954(2016)06-0100-06

中圖分類號(hào)：U451

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2016.06.021

Analysis of Approaching Influence of Shield Double-line Tunnel Passing under Communication tower

ZHANG She-rong1，2, FENG Xiao-cheng1，2, YU Mao1，2, WANG Chao1，2

(1.State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety，Tianjin University，Tianjin 300072，China; 2.School of Civil Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China)

Abstract：Double-line shield tunnel passing under communication tower poses big risk. The research of shield construction influence on displacement of tower is of great significance to guarantee the stability of the tower during construction. Based on the construction of Tianjin Line 6 double-line shield tunnels，traversing the communication tower，the finite element numerical analysis software ABAQUS is employed to simulate the shield construction process. The calculated values and measured values of ground settlement are compared and analyzed to verify the rationality of the shield simulation. Researches are conducted on the displacement change of the tower when the metro double-line shield tunnels are excavated below the communication tower at different positions，and displacement distribution pattern of the tower at each position is identified. At the same time，the area in which the tower is affected seriously is analyzed. The results show that in the process of tunneling on the left line，the tower is affected most within the range of 2 times of the tunnel diameter from the tunnel axis; in the process of tunneling on the right line，the tower is affected most within the range from 2 times of hole diameter of the left tunnel to the 2 times of hole diameter of the right tunnel，

Key words：shield; double-line tunnels; communication tower; numerical analysis