0 引言
随着我国隧道及地下工程的迅猛发展，公路隧道建设里程逐年增加，但是国内市政道路隧道上跨高速铁路隧道在国内尚无相关研究，深圳市坂银通道为城市主干路，新建鸡公山隧道上跨既有铁路梅林隧道，垂直距离25.5m～26m，通过三维数值分析的方法[1]研究新建隧道对既有隧道支护结构变形和内力的影响。
1 依托工程概况
1.1 隧道位置关系及地质特征
坂银通道位于深圳市中部发展轴上，通道南起于泥岗立交南端，向北沿北环大道西侧高架布设，以隧道形式进入鸡公山，穿越下坪垃圾填埋场并上跨既有厦深高速铁路，通道长7.8km，设计车速50km/h。
鸡公山隧道所在场地原始地貌为丘陵、冲洪积台地及洼地冲沟，场地内基岩主要为粗粒花岗岩、侏罗系石英砂岩，隧道所在范围为低山丘，地下水位埋藏较深。
鸡公山隧道左线进口里程LK1+787.779，出口里程LK6+380，全长4 592.22m，右线进口里程RK1+784.225，出口里程 RK6+460，全长 4 675.775m，布置为洞口小净距、洞身分离式的双向6车道隧道，洞身跨度为15.69m。洞身段靠近出口端与既有厦深铁路梅林隧道相交，交叉桩号分别为LK+223.27，RK6+302.57，夹角约 89°，竖向净间距约25m，交叉段新建隧道左线覆土41.99m，与既有隧道垂直净距约为26m，右线覆土69.45m，与既有隧道垂直净距约为25.5m，属隧道深埋段。
戊戌，上谓辅臣曰：“自昔小人多为朋党，亦有君子之党乎？”范仲淹对曰：“臣在边时，见好战者自为党，而怯战者亦自为党，其在朝廷，邪正之党亦然，唯圣心所察尔。苟朋而为善，于国家何害也？［1］3580
2.2 隧道结构设计及开挖方式
鸡公山隧道设计遵循“试验先行，专家论证，推广应用，信息化施工”的原则，提出在新建隧道与既有隧道交叉影响范围以外设置试验段，通过监测、检测数据的分析及反馈，以实践经验优化施工方案，指导涉铁交叉影响段隧道的设计和施工。
鉴于隧道交叉影响段围岩强度高、节理裂隙不发育，采用人工配合机械开挖或静态预裂法结合机械开挖的可实施性均较差，隧道交叉影响段设计推荐采用电子数码雷管微差爆破结合机械开挖。
隧道施工方案的选择以可实施性强、工序转换简单、对既有梅林隧道影响最小为目标，施工中严格遵守“分区段、多台阶、短进尺、多打眼、少装药”的原则，本次新建隧道各级围岩开挖方式主要有：①Ⅴ级围岩浅埋段，地层为坡洪积含砾黏土、残积层砾质黏性土、全～强风化粗粒花岗岩，岩石属极软岩。隧道采用双侧壁导坑法开挖；②Ⅳ级围岩浅埋段，围岩为微风化粗粒花岗岩。岩体受构造影响程度一般,节理裂隙较发育,岩石属较坚硬岩～坚硬岩,岩体完整程度为较破碎～较完整，属于Ⅴ级围岩过渡地段，隧道的开挖易引起塌方，隧道采用CRD法开挖；③Ⅲ级围岩深埋段，围岩为微风化粗粒花岗岩，岩体受构造影响程度一般,节理裂隙较发育,岩石属较坚硬岩～坚硬岩。适用于该地层的开挖方法，结合类似工程经验，可采用三台阶七步法或小导坑超前开挖方法。
2 有限元模型建立
2.1 模型建立
采用FLAC—3D有限元计算软件研究新建垂直交互隧道对既有高速铁路隧道支护结构力学行为和变形特征的影响[2]。根据鸡公山隧道地质剖面图，结合工程经验及理论分析，所取土体范围为180m×80m×180m（X×Y×Z），衬砌采用弹性模型，新建隧道初期支护和二次衬砌采用实体单元，既有铁路隧道初期支护和二次衬砌采用壳单元模拟。整个三维计算模型共51 568个单元，49 079个节点。
1034 Effect of blood pressure bundle management on prognosis of patients with acute ischemic stroke after intravenous thrombolysis
2.2 计算参数选取
根据隧址区地勘报告及相关规范，参考类似工程，进行计算参数选取。其中鸡公山隧道穿越区域为III级围岩[3]，梅林铁路隧道穿越区域为II级围岩[4]，具体参数见表 1～表 2。
表1 梅林隧道计算参数
类别主要位置重度/（kN·m-3）弹模E/GPa泊松比υ C25混凝土 初支和拱墙 25.0 28 0.2 C30混凝土 拱部及边墙 25.0 30 0.2 C35混凝土 轨道板 25.0 30 0.2
表2 土层主要物理力学参数
岩土层名称重度/（kN·m-3）弹模E/GPa泊松比υ粘聚力/kPa内摩擦角/°全风化层 18.0 0.1 0.35 200 25强风化层 20.0 3.0 0.3 500 30中风化层 24.0 9.0 0.25 1 200 45微风化层 25.0 22.0 0.22 1 800 55围岩加固区 24.0 11.0 0.25 1 400 50
2.3 施工过程模拟
新建公路隧道采用分部开挖，以此分析新建公路隧道施工对既有铁路隧道支护结构变形、内力和主应力的影响，需要选取至少8个典型施工步骤进行分析。
本文参照云计算的相关技术规范[13]，根据智能电网和用户的实际需要，搭建了一个可双向通信控制的快速响应平台，并根据量子进化算法对云计算平台进行优化，对不同业务数据进行分流处理，有效克服了现有技术中的缺点，提高了业务数据的处理能力。
3 计算结果分析
3.1 衬砌结构竖向位移
衬砌位移是评价隧道施工方案是否安全可行的重要指标[5]，在隧道施工过程中，衬砌位移常作为评定围岩稳定性的重要依据，不同的岩性、结构面组成状态及开挖方案使衬砌的变形规律也存在较大差异。
3.2 衬砌结构内力
（1）衬砌结构弯矩
提取施工过程中8个关键施工步既有隧道二衬结构弯矩示意图，如图1所示。
1.3 测定项目 豇豆按小区单独收获，在豆荚包皮干枯且呈现白色时，及时分批采收、脱粒，计量产量、荚数、荚粒数、百粒重。
图1 既有隧道弯矩示意图
在上部新建公路隧道尚未施工时，既有铁路隧道二次衬砌弯矩较小，最大正弯矩为0.08kN·m，最大负弯矩为-0.03kN·m。在第11施工步～21施工步施工过程中，既有隧道二衬结构最大正弯矩和最大负弯矩产生区域不断变化，其值也不断增加。在第11施工步时，既有铁路隧道拱顶处狭长区域内出现较大的正弯矩，右边墙出现负弯矩，其值分别为0.28kN·m和-0.18kN·m；在第21施工步时，在既有隧道二衬结构左拱肩和右边墙处出现正弯矩，右拱肩处出现负弯矩，其最大值分别为0.40kN·m和-0.62kN·m；在第22施工步～41施工步中，既有隧道二衬结构最大正弯矩主要分布在交叉段边墙区域，最大负弯矩主要分布于交叉段拱顶区域，第31施工步和第41施工步最大正弯矩分别为0.48kN·m，0.37kN·m，最大负弯矩分别为-0.78kN·m，-0.62kN·m。
在右线隧道施工过程中，既有隧道二衬结构弯矩变化规律与左线隧道相近，其最大正负弯矩值均不断增大，在右线隧道开挖面到达既有隧道拱顶处时，既有隧道拱顶处产生较大的正弯矩，随着开挖面的不断前进，既有隧道最大正弯矩分布区域由拱顶向交叉段边墙移动，最大负弯矩区域则主要分布于交叉段拱顶处，在第51施工步、61施工步、71施工步、81施工步时，既有隧道最大正负弯矩分别为0.60kN·m（-0.59kN·m），0.65kN·m（-0.79kN·m），0.55kN·m（-1.00kN·m），0.56kN·m（-0.82kN·m）。
由此看出新建公路隧道的施工过程中，既有隧道二衬结构弯矩值较小，且变化不明显。同时，根据以上计算结果和相关规范对既有隧道二衬结构产生的弯矩采用破损阶段法进行检算，其安全系数均超过规范许可值3.6，因此，新建公路隧道施工对下部既有铁路隧道二衬结构的内力影响较小，不影响既有隧道的安全运营；
（2）衬砌结构主应力
本文选用地理坐标系建立INS导航方程,主要由于地理坐标系的三个坐标轴分别沿当地纬度线指向正东、沿当地子午线指向正北、沿当地参考椭球的法线指向天空。所以,利用地理坐标系力学编排方程,作为系统输出的导航参数,可直接得到舰船的地理坐标,即纬度、经度、高度,表示为(φ,λ,h)[5]。
提取以上8个施工步既有隧道二衬结构的最大和最小主应力，发现在上部新建公路隧道施工过程中，交叉处的既有隧道二衬结构右边墙处有拉应力集中，发生在上部隧道掌子面已通过既有隧道拱顶20m后，此时，既有隧道二衬结构最大主应力为0.51MPa，小于规范容许值1.47MPa，既有隧道衬砌结构安全。最小主应力位于既有隧道与新建隧道交叉段的拱顶处，其值为0.29MPa，远小于规范容许值15MPa，既有隧道衬砌结构安全。
4 结论
经过对新建垂直交互隧道对既有高速铁路隧道支护结构力学行为和变形特征的影响研究得出如下结论。
（1）新建公路隧道对既有隧道衬砌结构位移影响较小，既有隧道拱顶处竖向位移在左右线隧道施工过程中均呈先增大后略有减小的趋势，最大竖向位移值为0.40mm，位移值较小，既有隧道二衬结构安全，施工具有一定的安全性；
经计算，北极—苏伊士航线单航程时间为33.14 d。东北航线，轻冰夏秋环境单航程时间为18.63 d，轻冰冬春环境单航程时间为26.57 d，重冰夏秋环境单航程时间为24.73 d，重冰冬春环境单航程时间为26.57 d。
（2）既有隧道上跨高速公路隧道施工过程中，衬砌结构内力不断增大，其最大正负弯矩主要分布于既有隧道拱顶、拱肩和边墙处，最大正弯矩为0.65kN·m，最大负弯矩为-1.00kN·m。此外，新建隧道施工时既有隧道二衬结构最大主应力值为0.51MPa，最小主应力值为0.29MPa，其值均小于规范允许值，结构安全系数均大于安全系数控制基准，最小安全系数为2.7，因此新建垂直交互公路隧道施工对既有铁路隧道影响较小，施工具有一定的安全性；
（3）对新建垂直交互隧道对既有高速铁路隧道支护结构力学行为和变形特征的影响分析表明，新建隧道在既有隧道1.5B（开挖宽度）以外上跨，既有结构变形及应力变化不大，对既有隧道影响较小，可作为垂直交互隧道的类似工程案例。
参考文献
[1]于 坚.高速公路隧道上跨铁路隧道三维数值模拟分析[J].福建交通科技，（1）：40-42.
[2]朱正国，李兵兵，李文江，朱永全.新建铁路隧道下穿既有铁路施工引起的地表沉降控制标准研究[J].中国铁道科学，，32（5）：78-82.
[3]JTG D70—，公路隧道设计规范[S].北京：人民交通出版社，.
[4]TB 10003—，铁路隧道设计规范[S].北京：中国铁道出版社，.
[5]陈卫忠，郑 东，于建新，李 明，袁敬强，刘焕春，田洪铭.交叉隧道施工对已有隧道稳定性影响研究 [J].岩石力学与工程学报，（S1）：3097-3105.
