摘 要: 对重庆地铁 6 号线 TBM 试验段的风险断面进行了分析，根据实际最近距离平行双洞开挖的三维模型数值分析结果，计算出地表的沉降值并分析结构的安全性，对于类似工程有一定的指导意义。

关键词: 地铁，TBM，数值分析，安全性

 

      重庆地铁 6 号线下穿渝合高速，由于埋深为整个平行双洞开挖过程中埋深最浅处，所以为了解 TBM 法施工区间隧道对渝合高速路的影响，取 CK28 + 580 处进行计算，该处设计轨面高程为271． 98 m，隧道拱部结构外缘高程为 277． 02 m，隧道底部结构外缘高程为 270． 66 m，高速路面高程为 290． 00 m，隧道结构与路面净距均值为 12． 98 m。其纵断面及横截面图如图 1 所示。此处进行同步开挖，计算 TBM 通过后初期支护单独作用下高速路面的沉降量。

      按岩土力学法计算，采用有限差分软件 ANSYS 进行计算分析。计算范围如下所示: 根据隧道影响的距离要求，整个模型采用实体单元建模，隧道结构采用弹塑性体模型，共划分 44 428 个单元，其中围岩，加固区，初衬采用平面 Solid45，Mesh200 单元。如图 2 所示。

      此处为Ⅳ级围岩区，且上部覆土为中等风化砂质泥岩，厚为5 m ～ 14 m，按照实际情况建立模型，取 109． 6 m × 95． 35 m × 45 m建立模型，沿区间隧道纵向，选取范围比公路宽度稍大，为 45 m。在自重应力和公路Ⅰ级车道荷载作用下，其中公路Ⅰ级车道按照《桥隧设计通用规范》取值，取荷载为 20 kN/m²的均布荷载，加载范围按最不利的双向八车道加载，取 33 m，建立初始模型如图 2所示。

 

      计算中采用的模型参数，根据实际工程中的围岩参数取值。实际计算中所取参数如表 1 所示。

      开挖根据实际情况，隧道左右线分别开挖，开挖后仅考虑初期支护作用，高速路面荷载按20 kPa 计算，加载范围为 Z 方向 33 m。开挖方式考虑到最不利的左右线同步掘进方式进行分析。

 

      图 3 ～ 图 5 反映地表在开挖隧道前( 初始应力状态) ，双线掘进一半中，以及掘进完成后( 二次应力状态) 的竖向位移值。根据图 2 单元模型，施加自重荷载 9． 8 N/m²，取地表一层单元，显示竖向位移为施加自重后的地表的初始竖向位移图，因为此处为平行双洞，考虑到最不利情况，采用的是同时施工掘进，地表单元的初始的竖向位移如图 3 所示。

      从图 3 ～ 图 5 分析知，开挖结果都是对称的。地表的沉降曲线反映了在 Z =0 m 处的地表的最终沉降值，由图 6 可知，最终开挖完成后 Z =0 的地表中心处最大沉降值为 －2． 314 mm，随着距离向模型左右两端移动，竖向位移逐渐变小，最小竖向沉降值为－ 0． 683 mm，则分析在开挖过程中的影响范围直达地表。