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上海翻譯公司完成土木工程中文翻譯
發(fā)布時(shí)間：2018-03-21 08:47 點(diǎn)擊：
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摘要：本文探討了新建單洞單線（左、右線）區(qū)間隧道垂直下穿既有地鐵結(jié)構(gòu)的位置選擇和優(yōu)化問題�？紤]了新建區(qū)間隧道與既有結(jié)構(gòu)間豎向間距、新建左、右線隧道間水平間距、與既有地鐵變形縫之間位置關(guān)系及既有地鐵結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度四個(gè)因素對(duì)既有地鐵結(jié)構(gòu)沉降、變形縫錯(cuò)臺(tái)和張開的影響。通過因素分析，辨別出影響因素的主次順序，得到了穿越位置選擇的一般規(guī)律。結(jié)果顯示，穿越位置與既有結(jié)構(gòu)變形縫間相對(duì)關(guān)系是影響既有地鐵結(jié)構(gòu)變形的主要因素，新建區(qū)間隧道與既有結(jié)構(gòu)間豎向間距和新建左、右線隧道間水平間距二者影響程度基本相當(dāng)。
關(guān)鍵詞：新建隧道；既有地鐵結(jié)構(gòu)；穿越；位置選擇；因素分析；
中圖分類號(hào)：U455 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶來了城市化進(jìn)程加快、人口密度持續(xù)增長(zhǎng)、生活空間擁擠等現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)了交通阻塞、環(huán)境污染、基礎(chǔ)設(shè)施落后、城市防災(zāi)能力薄弱等問題，給城市生活帶來了極大的不便，成為現(xiàn)代城市可持續(xù)發(fā)展的障礙。
走在現(xiàn)代化城市建設(shè)前沿的發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)在實(shí)踐中證明了：有序、合理、綜合、高效地開發(fā)利用城市地下空間資源，是解決城市人口、資源、環(huán)境三大危機(jī)的重要措施。其中，軌道交通（主要是地鐵）因其運(yùn)輸能力大、速度快、安全準(zhǔn)點(diǎn)等特點(diǎn)在人們的日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，尤其是在人口密集的大城市，規(guī)�；能壍澜煌ňW(wǎng)對(duì)緩解地面交通壓力，效果更是不可替代的。
軌道交通網(wǎng)建設(shè)過程中，在換乘站大多存在新建地鐵結(jié)構(gòu)穿越既有地鐵結(jié)構(gòu)施工（以下簡(jiǎn)稱穿越施工）的情況。受地下空間限制，同時(shí)為了減小對(duì)既有地鐵的不利影響，主要采用新建單洞單線（左、右線）區(qū)間隧道下穿既有地鐵的穿越形式。關(guān)于穿越施工，研究方向主要針對(duì)以下兩個(gè)方面：一、專項(xiàng)保護(hù)措施，按照傳遞路徑，依次為：新建地鐵施工工法及輔助措施研究[1] [2]；新建線與既有線間地層加固（隔斷）措施研究[3]；既有地鐵結(jié)構(gòu)（包含軌道結(jié)構(gòu)）安全評(píng)估及專項(xiàng)加固措施研究[4]；二、穿越位置選擇，目前多采用專業(yè)有限元計(jì)算軟件針對(duì)具體工程進(jìn)行研究分析，通過建立復(fù)雜的模型，綜合考慮既有地鐵結(jié)構(gòu)、周圍土體及新建地鐵施工的相互作用和影響[5]；其缺點(diǎn)在于建立模型的專業(yè)性強(qiáng)、參數(shù)選取的經(jīng)驗(yàn)性高、軟件操作過程復(fù)雜，難以大面積推廣。
本文在地基梁理論基礎(chǔ)[6]上，采用打靶法對(duì)微分方程進(jìn)行數(shù)值求解，探討了新建單洞單線（左、右線）區(qū)間隧道垂直下穿既有地鐵的位置選擇和優(yōu)化問題。針對(duì)位置選擇的四個(gè)主要因素（包括：新建區(qū)間隧道與既有結(jié)構(gòu)間豎向間距、新建左、右線隧道間水平間距、與既有地鐵變形縫之間位置關(guān)系及既有地鐵結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度），對(duì)既有地鐵結(jié)構(gòu)變形的三個(gè)關(guān)鍵要素：結(jié)構(gòu)沉降變形、變形縫的錯(cuò)臺(tái)和張開的影響進(jìn)行了計(jì)算和研究，并通過因素分析，辨別出影響因素的主次順序，從而找到穿越施工位置選擇的一般規(guī)律，為穿越施工位置的優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。
1控制微分方程及邊界條件
彈性地基梁的控制微分方程可以寫為：
（1）
式中：E—地鐵結(jié)構(gòu)彈性模量，Pa；I—地鐵結(jié)構(gòu)截面慣性矩，m4；w(x)—地鐵結(jié)構(gòu)豎向位移，m；S(x)—土層豎向位移，m；k—地基系數(shù)，Pa/m；D—既有地鐵結(jié)構(gòu)寬度，m。
地層沉降S(x)通�？砂碢eck公式計(jì)算：
（2）
式中S1—x=0處的(最大)沉降，m；i—沉降曲線反彎點(diǎn)距x=0處的水平距離，m。
方程式（1）為四階非齊次線性常微分方程。對(duì)于無限長(zhǎng)梁，通�？扇∏簖R次方程的通解和一個(gè)特解[7] [8]。但地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)有變形縫，變形縫位置可認(rèn)為滿足彎矩和剪力為零的邊界條件，因此本文采用打靶法[9] [10]來進(jìn)行微分方程的求解。
某穿越工程，基本參數(shù)如下：新建左、右線區(qū)間隧道為直徑6m的圓形盾構(gòu)隧道，隧道中心埋深19m，左、右線隧道中心水平間距9m；既有地鐵為區(qū)間結(jié)構(gòu)，底板埋深12m（與新建隧道豎向凈距6m），長(zhǎng)度25m，寬度5m，彈性模量3´1010Pa，截面慣性矩25m4，土層地基系數(shù)4.5´107Pa/m，考慮采用中心對(duì)稱下穿的穿越方式，即：既有地鐵坐標(biāo)為0~25m，新建左、右線隧道的中心位于8m和17m。
2深度因素影響
根據(jù)上述基本方程和相關(guān)參數(shù)，依次變化既有結(jié)構(gòu)與新建隧道豎向凈距：3m、6m、9m、12m，既有結(jié)構(gòu)沉降、變形縫處錯(cuò)臺(tái)及張開量如圖1及表1所示。
由圖1及表1計(jì)算結(jié)果可以看出：
（1）由于是中心穿越，既有地鐵結(jié)構(gòu)的變形是對(duì)稱的，中心兩側(cè)變形縫的錯(cuò)臺(tái)和張開量也完全相同；
（2）隨著新建隧道埋深增加，與既有地鐵結(jié)構(gòu)的豎向距離不斷增大，既有地鐵的沉降變形最大值有所降低，由22.59mm降至19.54mm，減小約13.5%；
（3）與沉降變形規(guī)律相同，隨著新建隧道埋深增加，變形縫位置的錯(cuò)臺(tái)也呈下降趨勢(shì)，由21.29mm降至14.03mm，減小約34.1%，降低程度大于沉降，說明結(jié)構(gòu)沉降變形范圍不斷擴(kuò)大，沉降變形變得更為均勻；
（4）由于是中心穿越，結(jié)構(gòu)基本水平狀態(tài)，傾角較小，變形縫位置的張開量基本可以忽略。
圖1豎向距離變化沉降計(jì)算結(jié)果
表1 豎向距離變化計(jì)算匯總 （單位：mm）
序號(hào) 豎向距離 沉降最大值 近端變形縫 遠(yuǎn)端變形縫 錯(cuò)臺(tái) 張開 錯(cuò)臺(tái) 張開 1 3 22.59 21.29 -0.15 21.29 -0.15 2 6 21.75 19.21 0.14 19.21 0.14 3 9 20.67 16.62 0.46 16.62 0.46 4 12 19.54 14.03 0.73 14.03 0.73
3 水平間距影響
根據(jù)上述基本方程和相關(guān)參數(shù)，依次變化左、右線隧道的中心水平間距：7m、9m、11m、13m，既有結(jié)構(gòu)沉降、變形縫處錯(cuò)臺(tái)及張開量如圖2及表2所示。由上圖2及表（2）計(jì)算結(jié)果可以看出：
（1）隨著新建左、右線隧道水平間距的增加，既有結(jié)構(gòu)沉降變形最大值和變形縫位置的錯(cuò)臺(tái)程度都有所降低，分別減小約8.7%和21.0%；
（2）同樣由于是中心穿越，結(jié)構(gòu)基本水平狀態(tài)，傾角較小，變形縫位置的張開量基本可以忽略。
（3）與圖1及表（1）相對(duì)比，增加新建隧道埋深和擴(kuò)大隧道水平間距，對(duì)既有結(jié)構(gòu)的影響趨勢(shì)基本相同，效果基本一致，即增加1m埋深基本等同于擴(kuò)大1m水平間距。
圖2水平間距變化沉降計(jì)算結(jié)果
表2水平間距變化計(jì)算匯總
（單位：mm）
序號(hào) 水平距離 沉降最大值 近端變形縫 遠(yuǎn)端變形縫 錯(cuò)臺(tái) 張開 錯(cuò)臺(tái) 張開 1 7 22.21 20.17 -0.04 21.29 -0.04 2 9 21.75 19.21 0.14 19.21 0.14 3 11 21.11 17.83 0.39 16.62 0.39 4 13 20.28 15.93 0.68 14.03 0.68
4穿越位置影響
根據(jù)上述基本方程和相關(guān)參數(shù)，依次變化與既有地鐵變形縫的相對(duì)位置關(guān)系（既有地鐵坐標(biāo)為0~25m）：
（1）中心對(duì)稱穿越（位置I），新建左、右線隧道的中心位于8m和17m；
（2）邊緣穿越（位置II，一條隧道位于變形縫正下方），新建左、右線隧道的中心位于0m和9m；
（3）1/3位置穿越（位置III），新建左、右線隧道的中心位于4m和13m；
（4）變形縫正下方對(duì)稱穿越（位置IV），新建左、右線隧道的中心位于-4.5m和4.5m。
既有結(jié)構(gòu)沉降、變形縫處錯(cuò)臺(tái)及張開量如圖3及表3所示。由上圖3及表（3）計(jì)算結(jié)果可以看出：
（1）穿越位置的變化，可在一定程度上影響結(jié)構(gòu)沉降變形程度，其中在結(jié)構(gòu)中心穿越（位置I），沉降變形最小，為21.75mm，在變形縫處對(duì)稱穿越（位置IV）次之，為30.70mm，若其中一個(gè)隧道位于變形縫正下方（位置II），引起的結(jié)構(gòu)沉降最大，達(dá)到36.61mm；
（2）穿越位置的變化同樣影響近端變形縫的錯(cuò)臺(tái)，計(jì)算結(jié)果顯示：在變形縫處穿越（位置IV），由于左、右線隧道的對(duì)稱性，變形縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)沉降完全相同，變形縫處不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。其余三種穿越位置均會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，其中：中心對(duì)稱穿越（位置I）和一個(gè)隧道位于變形縫正下方（位置II），引起的錯(cuò)臺(tái)量基本相當(dāng)，為19.21mm和17.77mm，而在結(jié)構(gòu)1/3位置穿越（位置III），錯(cuò)臺(tái)量最大，達(dá)到25.48mm；
（3）與錯(cuò)臺(tái)規(guī)律相反，在變形縫處穿越（位置IV），由于兩側(cè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角相反且較大，由此引起的近端變形縫張開量最大，達(dá)到9.38mm，在結(jié)構(gòu)1/3位置穿越（位置III）和一個(gè)隧道位于變形縫正下方（位置II）這兩種情況分列第二、第三位，而在中心對(duì)稱穿越（位置I），由于影響范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角都較小，幾乎為零，由此引起的變形縫張開量也較小，基本可以不考慮；
（4）遠(yuǎn)端變形縫的錯(cuò)臺(tái)同樣不能忽視，在中心對(duì)稱穿越（位置I）條件下，已無近端、遠(yuǎn)端之分，錯(cuò)臺(tái)量達(dá)到19.21mm；其余情況下，一個(gè)隧道位于變形縫正下方（位置II）對(duì)控制遠(yuǎn)端變形縫的錯(cuò)臺(tái)最為有利，值得注意的是：在變形縫處對(duì)稱穿越（位置IV），雖然穿越位置的變形縫處不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，但在遠(yuǎn)端變形縫處，結(jié)構(gòu)錯(cuò)臺(tái)量已達(dá)到7.81mm；
（5）與近端變形縫張開趨勢(shì)相反，遠(yuǎn)端變形縫處張開量出現(xiàn)負(fù)值，即變形縫頂部張開，底部收縮，這種情況下，結(jié)構(gòu)頂部的防水是否安全尤為值得重視；
（6）就影響程度而言，沉降值和近端錯(cuò)臺(tái)及張開數(shù)值最大，遠(yuǎn)端錯(cuò)臺(tái)及張開數(shù)值較�。ㄖ行拇┰剑瑹o近端、遠(yuǎn)端之分；非中心穿越，近端影響遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)端），因此可將沉降變形和近端變形縫錯(cuò)臺(tái)及張開作為主要控制指標(biāo)，遠(yuǎn)端變形縫錯(cuò)臺(tái)及張開作為輔助控制指標(biāo)，這與大家的感性認(rèn)識(shí)是一致的；
（7）綜合以上分析，可以發(fā)現(xiàn)：穿越位置對(duì)這幾項(xiàng)指標(biāo)的影響趨勢(shì)不僅不同，且基本相反，因此很難找到一種絕對(duì)有利的穿越位置，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際和各項(xiàng)指標(biāo)的控制標(biāo)準(zhǔn)，綜合判斷分析，決定具體的穿越位置。
圖3穿越位置變化沉降計(jì)算結(jié)果
表3穿越位置變化計(jì)算匯總
（單位：mm）
序號(hào) 穿越位置 沉降最大值 近端變形縫 遠(yuǎn)端變形縫 錯(cuò)臺(tái) 張開 錯(cuò)臺(tái) 張開 1 I 21.75 19.21 0.14 19.21 0.14 2 II 36.61 17.77 7.92 3.55 -4.84 3 III 33.41 25.48 4.46 6.22 -3.33 4 IV 30.70 0.00 9.38 7.81 -4.54
5結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度影響
根據(jù)上述基本方程和相關(guān)參數(shù)，依次既有地鐵結(jié)構(gòu)的單節(jié)長(zhǎng)度：20m、25m、30m、35m，既有結(jié)構(gòu)沉降、變形縫處錯(cuò)臺(tái)及張開量如圖4及表4所示。由上圖（4）及表（4）計(jì)算結(jié)果可以看出：
（1）隨著既有地鐵結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的增大，結(jié)構(gòu)的沉降變形最大值有所降低，由24.73mm降至17.18mm，減小約30.5%，效果較明顯；
（2）與沉降相同，隨著既有地鐵結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的增大，結(jié)構(gòu)變形縫位置的錯(cuò)臺(tái)也呈下降趨勢(shì)，由18.62mm降至14.22mm，減小約23.6%，降低程度小于沉降；
（3）變形縫位置的張開量有一定變化，但張開程度基本維持在較低的水平，在中心穿越條件下可不作為主要分析指標(biāo)；
（4）綜合分析沉降、變形縫錯(cuò)臺(tái)和張開，隨著既有地鐵結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的增大，這三個(gè)指標(biāo)都有所減小，在有多種結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度可選擇的條件下，穿越長(zhǎng)度較大的結(jié)構(gòu)更為有利。
圖4結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度變化沉降計(jì)算結(jié)果
表4結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度變化計(jì)算匯總
（單位：mm）
序號(hào) 結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度 沉降最大值 近端變形縫 遠(yuǎn)端變形縫 錯(cuò)臺(tái) 張開 錯(cuò)臺(tái) 張開 1 20 24.73 18.62 1.19 18.62 1.19 2 25 21.75 19.21 0.14 19.21 0.14 3 30 19.13 17.15 -0.34 17.15 -0.34 4 35 17.18 14.22 -0.68 14.22 -0.68
6主次因素分析
通過上述計(jì)算可以看出，與既有地鐵結(jié)構(gòu)的豎向距離（簡(jiǎn)稱：豎向間距）、左、右線隧道之間的水平間距（簡(jiǎn)稱：水平間距）、與既有地鐵變形縫之間位置關(guān)系（簡(jiǎn)稱：穿越位置）及既有地鐵結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度（簡(jiǎn)稱：結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度）是決定既有地鐵結(jié)構(gòu)變形的四個(gè)主要因素。
按照正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理和方法[11]，進(jìn)行四因素四水平的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，從而分析各因素對(duì)結(jié)構(gòu)沉降、變形縫錯(cuò)臺(tái)和張開量的影響程度。試驗(yàn)方案及結(jié)構(gòu)變形計(jì)算結(jié)果如表5、表6所示。按照極差分析的方法，影響因素主次關(guān)系分析如表7所示。
表5因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
（單位：m）
序號(hào) 穿越
位置結(jié)構(gòu)
長(zhǎng)度豎向
間距水平
間距1 I 20 3 7 2 I 25 6 9 3 I 30 9 11 4 I 35 12 13 5 II 20 6 11 6 II 25 3 13 7 II 30 12 7 8 II 35 9 9 9 III 20 9 13 10 III 25 12 11 11 III 30 3 9 12 III 35 6 7 13 IV 20 12 9 14 IV 25 9 7 15 IV 30 6 13 16 IV 35 3 11
表6因素變化計(jì)算匯總
（單位：mm）
序號(hào) 沉降最大值 近端變形縫 遠(yuǎn)端變形縫 錯(cuò)臺(tái) 張開量 錯(cuò)臺(tái) 張開量 1 27.38 25.24 0.55 25.24 0.55 2 21.75 19.21 0.31 19.21 0.31 3 11.55 10.66 -0.48 10.66 -0.48 4 15.64 12.38 -0.16 12.38 -0.16 5 30.38 9.62 15.14 9.23 -5.79 6 28.49 9.51 13.04 5.00 -6.35 7 30.59 11.78 13.45 5.28 -7.62 8 30.54 15.11 11.52 6.74 -6.58 9 23.12 5.23 9.58 9.71 0.31 10 25.66 12.81 8.56 6.97 -3.70 11 34.44 32.15 7.40 0.83 -7.81 12 28.62 27.38 4.37 0.58 -6.09 13 28.19 0.00 18.56 1.11 -8.94 14 30.22 0.00 19.85 7.34 -9.58 15 24.78 0.00 13.34 5.70 -6.44 16 25.11 0.00 13.24 7.50 -5.41
表7影響因素主次關(guān)系分析
（單位：mm）
序號(hào) 沉降最大值 近端錯(cuò)臺(tái) 近端張開量 遠(yuǎn)端錯(cuò)臺(tái) 遠(yuǎn)端張開量 位置 長(zhǎng)度 深度 間距 位置 長(zhǎng)度 深度 間距 位置 長(zhǎng)度 深度 間距 位置 長(zhǎng)度 深度 間距 位置 長(zhǎng)度 深度 間距 I 76.32 109.07 115.42 116.81 67.49 40.09 66.90 64.40 0.22 43.83 34.23 38.22 67.49 45.29 38.57 38.44 0.22 -13.87 -19.02 -22.74 II 120.00 106.12 105.53 114.92 46.02 41.53 56.21 66.47 53.15 41.76 33.16 37.79 26.25 38.52 34.72 27.89 -26.34 -19.32 -18.01 -23.02 III 111.84 101.36 95.43 92.70 77.57 54.59 31.00 33.09 29.91 33.71 40.47 36.46 18.09 22.47 34.45 34.36 -17.29 -22.35 -16.33 -15.38 IV 108.30 99.91 100.08 92.03 0.00 54.87 36.97 27.12 64.99 28.97 40.41 35.80 21.65 27.20 25.74 32.79 -30.37 -18.24 -20.42 -12.64 1 19.08 27.27 28.86 29.20 16.87 10.02 16.73 16.10 0.06 10.96 8.56 9.56 16.87 11.32 9.64 9.61 0.06 -3.47 -4.76 -5.69 2 30.00 26.53 26.38 28.73 11.51 10.38 14.05 16.62 13.29 10.44 8.29 9.45 6.56 9.63 8.68 6.97 -6.59 -4.83 -4.50 -5.76 3 27.96 25.34 23.86 23.18 19.39 13.65 7.75 8.27 7.48 8.43 10.12 9.12 4.52 5.62 8.61 8.59 -4.32 -5.59 -4.08 -3.85 4 27.08 24.98 25.02 23.01 0.00 13.72 9.24 6.78 16.25 7.24 10.10 8.95 5.41 6.80 6.44 8.20 -7.59 -4.56 -5.11 -3.16 極差 10.92 2.29 5.00 6.20 19.39 3.70 8.98 9.84 16.19 3.72 1.83 0.61 12.35 5.71 3.21 2.64 7.65 2.12 1.02 2.60 主次因素 1 4 3 2 1 4 3 2 1 2 3 4 1 2 3 4 1 3 4 2 最優(yōu)水平 A D C D D A C D A D B D C C D B A A C D
由表（6）、表（7）計(jì)算結(jié)果可以看出：
1、四要素中，沉降值主要受穿越位置影響（44.75%），豎向間距（20.48%）和水平間距（25.39%）影響程度基本相當(dāng)，結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度影響程度最�。�9.38%）；
2、與沉降值相同，近端變形縫錯(cuò)臺(tái)主要受穿越位置（46.28%）的影響，豎向間距（21.42%）和水平間距（23.48%）影響程度基本相當(dāng)，結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度影響程度最小（8.82%）；
3、近端變形縫張開量主要受穿越位置（72.48%）的影響，豎向間距（8.18%）和水平間距（2.71%）綜合影響約為11%。
4、與近端變形縫錯(cuò)臺(tái)有相同又不同，相同的是：遠(yuǎn)端變形縫錯(cuò)臺(tái)主要受穿越位置（51.67%）的影響，不同的是：結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度成為第二影響因素程度（23.87%）；深度（13.42%）和水平間距（11.04%）影響程度最次，基本相當(dāng)；
5、遠(yuǎn)端變形縫張開量主要受穿越位置（57.13%）的影響，結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度（15.84%）和水平間距（19.39%）為第二因素，影響程度基本相當(dāng)，深度（7.64%）影響程度最次；
6、綜合分析，如表8所示，穿越位置是影響沉降值、變形縫錯(cuò)臺(tái)和張開的決定性因素和主要因素，豎向間距、水平間距二者影響程度基本相等，要素主次順序依次是：穿越位置、豎向間距、水平間距、結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。
表8影響因素主次關(guān)系綜合判別
項(xiàng)目 決定因素（>50%） 主要因素（30~50%） 次要因素（10~30%） 基本無關(guān)因素（≤10%） 沉降最大值 / 位置 深度、間距 長(zhǎng)度 近端錯(cuò)臺(tái) / 位置 深度、間距 長(zhǎng)度 近端張開 位置 / 長(zhǎng)度 深度、間距 遠(yuǎn)端錯(cuò)臺(tái) 位置 / 長(zhǎng)度、深度、間距 / 遠(yuǎn)端張開 位置 / 間距、長(zhǎng)度 深度
表9因素變化計(jì)算匯總
（單位：mm）
序號(hào) 沉降最大值 近端變形縫 遠(yuǎn)端變形縫 錯(cuò)臺(tái) 張開量 錯(cuò)臺(tái) 張開量 1 27.26 25.46 0.84 25.46 0.84 2 21.53 19.61 0.71 19.61 0.71 3 11.26 11.16 0.02 11.16 0.02 4 15.13 13.33 0.46 13.33 0.46 5 30.44 9.75 15.14 9.30 -5.71 6 28.66 9.94 12.89 5.22 -6.09 7 30.51 12.04 13.07 5.40 -7.77 8 30.28 15.52 10.74 7.12 -6.94 9 23.15 5.30 9.57 9.78 0.32 10 25.81 13.06 8.64 7.14 -3.57 11 35.10 32.90 8.00 1.37 -7.32 12 30.00 28.84 5.56 1.64 -5.28 13 28.19 0.00 18.57 1.11 -8.96 14 30.09 0.00 19.54 7.48 -9.76 15 24.70 0.00 13.25 5.86 -6.62 16 24.42 0.00 12.15 8.25 -6.06
以上計(jì)算分析均針對(duì)左、右線隧道下穿既有區(qū)間結(jié)構(gòu)，若左、右線隧道穿越對(duì)象變?yōu)榧扔熊囌窘Y(jié)構(gòu)，截面慣性矩變化為2000m4，如表9所示，與既有區(qū)間結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析既有地鐵結(jié)構(gòu)型式對(duì)結(jié)構(gòu)沉降、變形縫錯(cuò)臺(tái)和張開的影響。上海翻譯公司完成土木工程中文翻譯 世聯(lián)翻譯-讓世界自由溝通！專業(yè)的全球語(yǔ)言翻譯供應(yīng)商，上海翻譯公司專業(yè)品牌。絲路沿線56種語(yǔ)言一站式翻譯與技術(shù)解決方案，專業(yè)英語(yǔ)翻譯、日語(yǔ)翻譯等文檔翻譯、同傳口譯、視頻翻譯、出國(guó)外派服務(wù)，加速您的全球交付。 世聯(lián)翻譯公司在北京、上海、深圳等國(guó)際交往城市設(shè)有翻譯基地，業(yè)務(wù)覆蓋全國(guó)城市。每天有近百萬字節(jié)的信息和貿(mào)易通過世聯(lián)走向全球！積累了大量政商用戶數(shù)據(jù)，翻譯人才庫(kù)數(shù)據(jù)，多語(yǔ)種語(yǔ)料庫(kù)大數(shù)據(jù)。世聯(lián)品牌和服務(wù)品質(zhì)已得到政務(wù)防務(wù)和國(guó)際組織、跨國(guó)公司和大中型企業(yè)等近萬用戶的認(rèn)可。
將車站（表9）和區(qū)間（表6）計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析：
1、車站和區(qū)間規(guī)律相同，程度相當(dāng)，沉降值等5個(gè)指標(biāo)基本相等，差別較�。�
2、區(qū)間的主次因素分析結(jié)果在車站同樣適用，穿越位置仍然是最主要因素；
3、車站的截面慣性矩較區(qū)間提高了80倍（從25m4提高到2000m4），但計(jì)算結(jié)果差別不大，說明無論是車站和區(qū)間，相對(duì)于地層而言，剛度已足夠大。
7位置選擇和優(yōu)化
目前地鐵結(jié)構(gòu)和軌道結(jié)構(gòu)有各自不同的控制標(biāo)準(zhǔn)：
（1）結(jié)構(gòu)內(nèi)力控制標(biāo)準(zhǔn)：按照《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范，對(duì)新建施工引起既有地鐵結(jié)構(gòu)的內(nèi)力狀態(tài)進(jìn)行安全判斷。
（2）軌道結(jié)構(gòu)控制標(biāo)準(zhǔn)：按照各城市制定的工務(wù)規(guī)則，整體道床線路軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差值主要包括：軌距、水平、高低、軌向、三角坑（扭曲）等項(xiàng)目。
就影響程度而言，沉降值和近端錯(cuò)臺(tái)及張開數(shù)值最大，遠(yuǎn)端錯(cuò)臺(tái)及張開數(shù)值較小，因此將沉降值和近端錯(cuò)臺(tái)及張開作為主要控制要素。從計(jì)算沉降變形曲線可以看出，無論從車站還是區(qū)間，結(jié)構(gòu)自身的撓度都較小，因此沉降絕對(duì)值對(duì)結(jié)構(gòu)自身內(nèi)力和軌道幾何形位影響不大，而變形縫處的錯(cuò)臺(tái)和張開雖對(duì)結(jié)構(gòu)安全沒有影響（對(duì)結(jié)構(gòu)防水有影響），但直接決定著軌道的內(nèi)力和幾何形位，關(guān)系運(yùn)營(yíng)安全，因此，變形縫處的錯(cuò)臺(tái)和張開是關(guān)鍵控制要素。
左、右線隧道穿越既有地鐵結(jié)構(gòu)時(shí)，按照以下程序進(jìn)行位置選擇及優(yōu)化：
（1）穿越位置是影響沉降值、變形縫錯(cuò)臺(tái)和張開的決定性因素和主要因素，因此，在左、右線隧道穿越路由選擇和優(yōu)化時(shí)，首先要對(duì)穿越位置（即與變形縫的相對(duì)位置關(guān)系）進(jìn)行計(jì)算分析。
穿越位置對(duì)三項(xiàng)指標(biāo)的影響趨勢(shì)是相反的，即：中心穿越沉降最大值最小，張開基本為零，但錯(cuò)臺(tái)較大；在變形縫處穿越，錯(cuò)臺(tái)基本為零，但沉降值較大，張開量在四種情況中最大；其他兩種穿越位置，沉降最大值、變形縫錯(cuò)臺(tái)和張開數(shù)值均較大；
不同城市的地鐵控制標(biāo)準(zhǔn)不同，參照本文計(jì)算實(shí)例，從表（3）可以看出，若以沉降最大值不超過30mm控制，只能選擇中心穿越（位置I）；若以變形縫錯(cuò)臺(tái)不超過20mm控制，可選擇中心穿越（位置I）、邊緣穿越（位置II）和變形縫正下方穿越（位置IV）；若以變形縫張開不超過5mm控制，可選擇中心穿越（位置I）和1/3處穿越（位置III），在該實(shí)例中，在中心穿越（位置I）是可以接受的，因此，應(yīng)以控制標(biāo)準(zhǔn)決定穿越位置。
（2）加大水平間距和增加隧道埋深無疑可以減小沉降最大值、變形縫錯(cuò)臺(tái)，但對(duì)變形縫張開影響不大，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，加大水平間距較增加隧道埋深更加經(jīng)濟(jì)，且左、右線隧道之間的相互施工影響會(huì)更小，因此建議加大水平間距，但要注意的是，水平間距和隧道埋深在調(diào)整初期會(huì)比較敏感和有效，當(dāng)增加到一定程度后，對(duì)沉降最大值、變形縫錯(cuò)臺(tái)減小程度越來越小，因此不建議無限度的加大水平間距和隧道埋深；
（3）雖然穿越長(zhǎng)度較大的結(jié)構(gòu)更為有利，但就地鐵結(jié)構(gòu)而言，在有限的可供選擇的線路路由范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度基本一致，因此在左、右線隧道穿越位置選擇和優(yōu)化時(shí)，基本忽略結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度這一因素。
