[发明专利]一种软土地区长距离上下重叠盾构隧道系统性设计方法

摘要

本发明公开了一种软土地区长距离上下重叠盾构隧道系统性设计方法，包括以下步骤：确定重叠隧道施工顺序、确定上下洞最优竖向净距D0及最小竖向净距Dmin、获取后建隧道对先建隧道及周边地层影响规律、制定不同净距条件下隧道自身风险设计方案。本发明首次系统性地提出软土地区长距离上下重叠盾构隧道设计方法，给出竖向净距控制值获取方法，针对不同净距依据其影响规律制定设计方案，为狭小地下空间重叠盾构隧道的设计提供了系统性解决方案，在今后类似重叠隧道设计中可直接采用。

主权项

1.一种软土地区长距离上下重叠盾构隧道系统性设计方法，其特征在于：包括以下步骤：(ⅰ)确定重叠隧道施工顺序根据后建隧道对先建隧道的影响分析，本发明中重叠隧道施工顺序为可以但不限于先下后上；(ⅱ)确定上下洞最优竖向净距D0及最小竖向净距Dmin基于步骤(ⅰ)确定的施工顺序，研究后建隧道施工导致先建隧道的竖向位移随上下洞竖向净距变化关系，采用幂函数进行曲线拟合，通过曲线拟合获取拐点处的净距值D0确定最优竖向净距，通过上洞施工期间下洞附加变形控制值δ对应的净距确定最小竖向净距Dmin：y＝a(x+b)‑C+d，x≥0其中：y为先建隧道竖向位移x为上下洞垂直净距a、b、c、d为拟合系数取y’＝‑1时，x(y’＝‑1)作为最优竖向净距D0，当D＜D0时，竖向净距的减小引起下洞竖向位移的几何级数增长，安全经济技术效益大幅下降，因此取该值作为最优竖向净距。取y＝δ时，x(y＝δ)作为最小竖向净距Dmin，当D＜Dmin时，先建隧道位于后建隧道的主要影响区，下洞隧道竖向位移超过附加变形控制值δ，因此取该值作为最小竖向净距；(ⅲ)获取后建隧道对先建隧道及周边地层影响规律基于步骤(ⅰ)确定的施工顺序，研究获取后建隧道施工期间，先建隧道受力、位移、变形规律，以及夹层土体受力变化规律；(ⅳ)制定不同净距条件下隧道自身风险设计方案根据步骤(ⅲ)影响规律研究结论，针对上下洞竖向净距D≤Dmin、Dmin＜D≤D0、D＞D0三类工况，分别制定设计方案：当D≤Dmin时，应调整设计，若设计调整困难，采用管片结构加强、地层全加固、下洞临时内支撑及下洞应急压重的组合方案；当Dmin＜D≤D0时，采用管片结构加强、地层局部加固、下洞临时内支撑及下洞应急压重的组合方案；当D＞D0时，采用管片结构加强、下洞应急注浆的组合方案。