1.3　盾构区间隧道下穿铁路现状

1.对铁路的影响数值模拟分析

唐黎明[18]以宁波市轨道交通4号线金达路站～钱湖大道站区间下穿杭深线、北环线鄞县特大桥工程为例，利用Plaxis 3D有限元软件对盾构施工过程进行了数值模拟分析，对不同施工工况下桥梁墩顶的变形情况进行了研究，得到了高铁桥梁桥墩横桥向、顺桥向及垂向位移，并对该设计方案进行了技术分析和安全评估。

王国富[19]等以济南轨道交通R1线小半径盾构隧道下穿京沪高铁桥为工程依托，分析盾构掘进过程中对高铁桥的影响，并结合现场施工条件提出直线形、折线形、曲线形3种隔离桩布局形式，探讨其变形控制效果。结果表明：曲线盾构施工引起的周围土体应力状态及桥桩变形特征比盾构直线掘进更加复杂，在无隔离桩支护时，桥桩沉降超过1mm的规范设计要求，桩基水平位移高达3.112mm，高铁桥变形过大；对比分析3种隔离桩布局，直线形隔离桩变形控制效果较差，不能完全保证高铁桥安全，曲线形和折线形隔离桩可有效控制高铁桥变形，综合考虑经济性与施工便捷性，确定折线形隔离桩布局最优。

王霆[20]等以南京地铁机场线盾构隧道近距离穿越高速铁路连续梁桥为背景，通过现场监测和有限元计算，研究盾构下穿施工对桥梁上部结构的影响。研究结果表明：由于盾构隧道所处的地层较好、埋深较大，且盾构隧道施工对于地层的扰动较小，所以盾构隧道施工对于桥梁下部结构的影响很小；由盾构隧道施工引起的梁体附加变形很小，均满足控制要求；盾构隧道施工引起的桥梁附加内力既对桥梁的受力起到好的作用也有不良作用，且附加力的量值很小，不会对桥梁的正常使用产生影响。

崔建华[21]等以合肥市轨道交通1号、5号线下穿合肥高铁南站为依托，采用MIDAS/GTS有限元软件对盾构隧道施工过程进行模拟，分析了桩基群上部铁路路基沉降变化。通过模拟可知，既有桩基群能有效控制盾构施工过程中路基的沉降。先开挖隧道引起的高铁路基沉降值大于后开挖隧道引起的高铁路基沉降值，且在全线贯通时先开挖隧道引起的路基沉降与后开挖隧道引起的沉降产生明显的叠加。

2.监测分析

高东奇[22]等以杭州环北地下快速路隧道工程为背景，其采用大直径（11.58m）泥水平衡盾构浅覆土斜交下穿既有沪杭高铁桥涵。为确保高铁运营安全，对桥涵沉降进行监测，同时考虑盾构穿越施工阶段隧道所处的复杂环境条件，通过在管片中埋设纵向和环向钢筋应力计，对盾构施工引起的隧道纵向及环向结构响应进行全过程跟踪实测分析。监测结果表明：桥涵最大纵向差异沉降率为0.20‰，最大横向差异沉降率为0.30‰，均在铁路安全控制标准内；在隧道穿越施工过程中，盾构总推力随盾构姿态的变化而变化，并对隧道管片受力和桥涵位移产生明显影响，其中管片纵向轴力呈现“顶部大，底部小”的趋势，环向弯矩呈现“腰部最大，拱顶、拱底次之，两肩最小”的特点，桥涵倾斜方向也会发生变化。

张碧文[23]以广州某地铁9号线下穿武广高铁为依托，结合国内新兴的MJS工法，对施工过程进行了全程三维数值模拟分析，结果表明MJS预加固可有效控制盾构施工引起的地层沉降；并据此提出了相应的列车限速、加强盾构掘进参数控制、加强信息化施工水平等确保高铁运营安全的应对措施。

3.安全控制技术

陈海丰[24]等依托苏州轨道交通2号线盾构下穿沪宁城际高速铁路工程，采用理论分析和三维数值仿真，系统地阐述分析了软弱地层条件下盾构穿越高铁所存在的风险，并研究提出了一套包括多方面措施的安全控制体系。研究表明：制定沉降控制标准时必须充分考虑地层工后沉降；仅针对地层注浆加固的传统方案难以满足穿越高铁要求，研究提出了“分区注浆+板桩隔离”的新型保护体系；穿越施工期间应限制列车运行速度，优良的盾构设备、微扰动掘进工艺、充分同步注浆及二次补浆、自动化远程监控等措施，可有效规避或降低穿越高铁施工风险。因实际工程安全顺利地穿越了高铁，验证说明了其提出的盾构穿越高铁控制措施的合理性、有效性。

徐源[25]等以南京地铁隧道下穿既有高铁桥墩基础工程项目为例，从桥墩沉降和水平位移两个方面探讨了桥墩变形控制限值的问题；从加固措施、施工控制和信息化监测三个方面采取措施控制高铁桥墩基础的变形。监测结果表明：各项监测项目均在变形控制限值内，采取的变形控制措施是有效的，可供类似工程参考。

4.设计技术

庞振勇[26]依托南京地铁S8宁天城际下穿宁启铁路工程，结合南京地质条件，研究新建地铁隧道下穿既有铁路线时，地铁隧道施工对既有铁路线的影响，提出在既有铁路线下方采用注浆加固的方法以规避风险，采用“桩+板”加固的方法预留后期铁路复线施工条件。研究结果表明：采用注浆加固时，地铁隧道双线贯通铁路线路最大沉降（6.9mm）比不加固减小58.9％，铁路线路最大高低偏差（3mm）比不加固减小51.3％，采用“桩+板”加固预留铁路复线扩建条件，桩板结构最大变形及内力均能满足规范要求。

叶至盛[27]以成都地铁4号线二期东延线万年场站～东三环站矿山法施工区间下穿成绵乐城际高速铁路（无砟轨道）为例，通过与同类工程进行类比，并结合理论计算分析，综合评估了地铁下穿施工对高铁的影响。经与实际监测结果比较，证明设计方案是合理的，计算具有较高的可靠度，并提出了对高铁的具体保护措施及沉降控制标准。

5.风险分析与措施

城铁线对路基、轨道的沉降变形控制要求较为严格。曲强[28]等在分析盾构隧道下穿城铁地面线施工风险基础上，采取了设置防脱护轨、调整盾构掘进参数、利用天窗时间增减道砟来调整轨道变形等主要措施，成功控制了既有线路轨道变形，保证了既有线路的运营安全。