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随着城市地铁隧道和高速铁路建设规模的不断扩大,地铁隧道下穿既有铁路线路的工程也日益普遍。新建隧道的施工必然会引起既有铁路路基和轨道产生沉降变形,影响列车的安全运行。因此,研究地铁隧道下穿既有铁路引起的沉降变形规律和隧道-路基-轨道三者之间的相互作用机理,科学的制定隧道建设过程中相应的轨道沉降控制办法就显得十分必要。首先,第一阶段对地表沉降进行预测,为了得到更加准确的沉降结果,本文采用了Peck经验公式与Verruijt复变函数相结合预测地表沉降的理论研究办法,并考虑了不同施工参数对地表沉降的影响。同时,采用数值计算的方法,对理论预测进行验证。其次,第二阶段对轨道沉降进行预测,基于连续弹性点支承梁模型的路基不均匀沉降引起轨道沉降的计算方法,将地表沉降作为轨道沉降的非线性边界条件,对轨道沉降进行预测。并同样考虑了相应施工参数对轨道沉降的影响。然后,基于轨道高低平顺性,提出了针对不同施工参数的轨道沉降控制标准,并制定了相应的沉降控制措施。最后,将两阶段分析法应用于福州地铁1号线罗汉山站~福州火车站站盾构下穿有砟铁路轨道段,与监测数据进行对比分析,验证了本文轨道沉降研究方法的可靠性。并得到了如下主要结论:(1)在施工参数改变的情况下,Peck公式拟合Verruijt复变函数得到的地表沉降曲线相关系数均在0.98以上,证明此理论办法预测地表沉降具有较高的适应性。且该预测方法可将土体弹性模量E和泊松比μ考虑在内,较传统Peck公式通过经验给定的沉降槽宽度系数i,预测的地表沉降具有更高的可靠性。(2)盾构隧道施工引起的地表沉降主要发生在盾构开挖掌子面邻近前、盾构通过期间及盾尾通过后三个阶段。地层损失率和土体泊松比对地表沉降量的影响较大,对沉降槽宽度影响较小;隧道埋深对地表沉降量和沉降槽宽度的影响均较大。(3)通过将地表的不均匀沉降作为轨道沉降的非线性边界条件,推导出了下穿有砟铁路盾构隧道施工引起的轨道沉降解析解。得到相关施工参数对轨道沉降影响,与其对路基沉降影响的规律类似,并对钢轨刚度和道砟刚度的取值提供了相关参考建议。(4)将本文的两阶段分析法,应用于福州地铁1号线相关工程,得到的预测与现场监测的轨道沉降幅值,误差在8%以内。验证了采用本文理论办法预测福州地铁软土地层轨道沉降的适应性和正确性。