随着我国经济的飞跃,越来越多的城市不断地扩充,地面可用的建筑面积十分匮乏,交通拥堵问题日益突出,并且地面交通已经无法满足人们的需求,因此修建地铁成为了缓解地面交通的重要手段,地铁就成为了最主流的城市交通方式。地铁修建会遇见穿越城市既有箱涵。因此,本文以石家庄地铁2号线一期工程嘉华车辆段~嘉华站盾构区间下穿既有铁路箱涵工程为背景,通过利用有限元软件ANSYS数值模拟盾构施工下穿箱涵结构,分别研究了盾构施工对既有箱涵产生的影响与控制措施。主要研究内容及结论如下:(1)利用有限元软件ANSYS三维动态数值模拟隧道盾构下穿箱涵的全过程,充分考虑不同的盾构下穿角度,不同的箱涵与隧道水平位置,不同的箱涵与隧道间距,不同隧道坡度的工况,分析各类工况下盾构穿越施工对箱涵结构位移变形的影响,确定最安全的盾构下穿箱涵情况为隧道在箱涵的中心处正交下穿。隧道的坡度越小越安全。(2)根据地铁隧道施工对地表变形和箱涵的影响,确定了箱涵破坏的控制指标,综合考虑箱涵结构本身材料类型、周边环境、使用情况和箱涵与隧道的相对位置关系等因素;结合我国现有箱涵破坏控制规范,得出箱涵的容许应力和允许变形,在通过对箱涵进行数值模拟,保证在不超过允许应力情况下,得出具体情况下城市既有箱涵破坏控制标准。(3)为了减小箱涵在盾构施工过程中的位移,确保其在施工过程中的安全,需采取相应的施工保护措施。例如调整盾构参数注浆饱和度、土仓压力、注浆压力,得出箱涵结构受力和位移变化情况,确定不同的施工控制参数对箱涵的影响。之后通过调整盾构施工参数值的大小,保证既有箱涵结构在盾构施工过程中的正常运营。(4)根据实际工程的监测和有数值模拟计算,得出箱涵的变形情况,通过现场的实测数据与模拟的结果对比,满足工程所允许的误差范围,进而验证了箱涵的控制标准以及数值模拟的可靠性。