1上部隧道施工前下部衬砌内力分析

上部施工前，下部左衬砌轴力最大值为848.9kN，位于衬砌拱脚;最小轴力为569.7kN，位于衬砌顶部。最大正弯矩为(文中以内侧受拉为正)80.7kN·m，位于衬砌拱底，对应轴力为672.9kN;最大负弯矩为48.2kN·m，位于衬砌中部，对应轴力为760.9kN。上部施工前，下部右衬砌轴力最大值为813.7kN，位于衬砌拱脚;最小轴力为518kN，位于衬砌顶部。最大正弯矩为83.7kN·m，位于衬砌拱底，对应轴力为644.4kN;最大负弯矩为45.1kN·m，位于衬砌中部，对应轴力为729kN。

2上部隧道施工后下部管片内力

上部左施工后下部管片内力计算同时获取了上部左施工后下部衬砌内力，可以看出:上部左施工后，下部左衬砌轴力最大值为844kN，位于衬砌拱脚;最小轴力为555.7kN，位于衬砌顶部。最大正弯矩为83.5kN·m，位于衬砌拱底，对应轴力为668.8kN;最大负弯矩为50.9kN·m，位于衬砌中部，对应轴力为756.4kN。上部左施工后，下部右内力衬砌轴力最大值为809.7kN，位于衬砌拱脚;最小轴力为510.7kN，位于衬砌顶部。最大正弯矩为86.1kN·m，位于衬砌拱底，对应轴力为641.1kN;最大负弯矩为44.8kN·m，位于衬砌中部，对应轴力为725.4kN。上部右施工后下部管片内力从上部右施工后下部内力图中可以看出:上部右施工后，下部左衬砌轴力最大值为774.8kN，位于衬砌拱脚;最小轴力为498.1kN，位于衬砌顶部。最大正弯矩为88.1kN·m，位于衬砌拱底，对应轴力为613.7kN;最大负弯矩为42.3kN·m，位于衬砌中部，对应轴力为694.3kN。从上部右施工后，下部右内力图可看出，管片轴力最大值为803.7kN，位于管片拱脚;最小轴力为73.6kN，位于管片顶部。最大正弯矩为54.8kN.m，位于管片拱底，对应轴力为641.4kN;最大负弯矩为48.8kN.m，位于管片中部，对应轴力为722.6kN。

3围岩位移结果与分析

计算同时获取各工况位移云图。下部左施工时，地层最大位移为18.3mm，位于下部左拱顶处，拱底隆起为11.0mm。下部右施工时，地层最大位移为18.6mm，位于下部右拱顶处，拱底隆起为11.4mm;下部施工完成后，地表位移为8.0mm左、右;上部施工后，地层位移大幅增加，最大下沉为28.2mm，位于上部右侧拱顶，最大隆起为14.1mm，地表位移为18.0mm左、右。施工完成后，地表位移小于30.0mm，处于安全基准范围内。

4结论与建议

综合以上计算可知，下部控制截面均为正弯矩(以内侧受拉为正，与计算中符号相反)控制。上部施工造成下部已建内力发生变化，但对下部的影响不同。对下部左，管片控制弯矩从80.7kN·m增大为83.5kN·m(上部左施工)，最终至88.1kN·m(上部右施工)，其对应弯矩轴力从672.9kN减小为668.8kN(上部左施工)，最后至613.7kN(上部右施工);对下部右，管片控制弯矩83.7kN·m先增大为86.1kN·m(上部左施工)，最后至54.8kN·m(上部右施工)，对应轴力从644.4kN减小为613.7kN(上部左施工)，最后至641.4kN(上部右施工)。可见，下部左弯矩增大、轴力减小，其受力最不利位置为上部右施工完成后;而下部右首先弯矩增大，轴力减小，后由于右上部土体开挖，上方荷载减小，使弯矩减小，轴力变大，其受力最不利为上部左施工完成后，右施工前。从开挖过程中位移变化来看，量值总体较小，基本控制在安全基准范围内，下部左、右的内力满足衬砌受力要求，该交叉处于安全状态。由于计算中未考虑施工阶段上方机械荷载、顶进力及运营过程中列车动荷载的影响。因此，建议施工中应加强监控量测工作，同时进一步验证现场加固效果，确保安全施工。

作者：刘志楠张胜单位：安徽省交通规划设计研究院有限公司