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在城市中心区域进行地下空间开发时,难免会遇到新建地下工程必须跨越已建隧道的情况。既有隧道上方进行卸荷开挖时,坑底岩土体的卸荷回弹会引起下方地层移动,致使隧道隆起并严重威胁隧道安全。尤其是当工程处于土岩复合地层中时,由于土层与岩层之间迥异的性质差异,上部开挖卸荷过程中下卧隧道变形特性更为复杂,需要进行系统、全面的研究。本文依托厦门第二西通道石鼓山段上跨地铁1号线工程,对下方既有隧道在基坑开挖过程中的变形展开现场监测,结合数值模拟的方法探究土岩复合地层中既有隧道在上部开挖卸荷影响下的变形特性。主要工作和研究成果如下:(1)采用人工监测结合自动化监测的方案对基坑开挖过程中既有隧道的变形展开现场监测,并结合大量统计数据对既有隧道变形特性展开分析。结果表明,地层的起伏对于既有隧道的竖向变形响应影响显著,位于全风化岩中的隧道相比于中风化岩中隧道,其最大拱顶变形增大约40%;统计数据显示,软土地区隧道隆起变形较大,平均约为15.5R(R为卸荷深度比);土岩复合地区隧道隆起变形较小,平均约为3.34R。卸荷区域内隧道呈现上浮隆起变形,卸荷区域外侧隧道因出现沉降变形。土体变形的时间效应可大幅增加既有隧道隆起变形,坑底暴露10天后隧道竖向隆起增大约40%~60%。(2)依托实际工程,建立考虑地层起伏的三维数值模型,模拟基坑施工全过程,探究上部卸荷引起下卧隧道变形产生的原因,并通过简化准三维数值模型探讨不同地质条件对于隧道变形的影响。结果表明:基坑卸荷区域内隧道随坑底土体在上部卸荷作用下产生隆起,基坑卸荷区域外隧道受到施工荷载的影响产生沉降,进而加大隧道在竖向的相对变形及曲率。基岩面起伏对既有隧道变形影响显著,位于土层中隧道最大变形约为岩层中隧道最大变形的4倍。(3)建立三维理想分析模型,探究了土岩复合地层中相关参数对隧道变形的影响,提出了施工过程中隧道变形控制的相关建议。结果表明:当卸荷深度一定时,下卧隧道竖向隆起随着上部基坑卸荷面积的增大而增大,增大速率逐渐减小,直至变形稳定。卸荷跨度相对于卸荷长度对于下卧隧道变形的影响更大。土岩复合地层中采用分层分段式开挖方案可以有效的减小隧道的竖向隆起变形,但相比软土条件下影响更小。增加上部基坑支撑体系刚度对于控制土岩复合地层中隧道竖向变形的作用微小。