盾構隧道小角度斜下穿既有地鐵構筑物變形

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【摘要】為了探討新建隧道的施工對既有隧道運營產生的影響，以西安地鐵1號線二期工程段工程張后區(qū)間斜下穿既有出入為背景，分析了新建盾構隧道斜交下穿施工對既有隧道結構的影響，得到了既有隧道結構變形規(guī)律。監(jiān)測結果表明:既有道床沉降沿整條測線呈現(xiàn)出典型的“沉降槽”，沉降峰值位于2條隧道的交叉截面處；既有隧道發(fā)生了整體沉降，變形以豎向沉降為主，水平位移遠小于豎向位移。

【關鍵詞】隧道工程；盾構隧道；下穿越；現(xiàn)場實測；變形規(guī)律

1引言

隨著城市地下軌道交通的大規(guī)模建設，新建線路穿越既有線路施工的情況越來越多，既有結構將不可避免地受新建線路的影響，如果既有結構變形過大，則會降低既有結構的耐久性，甚至影響既有地鐵的行車安全。因此，系統(tǒng)研究既有地鐵結構在新建線路穿越施工過程中的變形規(guī)律意義重大。本文以西安地鐵1號線二期工程張家村站后衛(wèi)寨站區(qū)間左線小角度斜下穿既有1號線出入段線為工程依托，采用現(xiàn)場監(jiān)測，分析總結了此類下穿工程中既有隧道結構的變形規(guī)律，并在此基礎上探討了多角度下穿工程的施工要點，對今后類似工程的安全施工具有重要的指導意義。

2工程概況及監(jiān)測方案

2.1工程概況西安市地鐵1號線張后區(qū)間新建盾構隧道在里程ZDK6+206.524～ZDK6+247.481段約30°斜下穿1號線出入段線K型暗挖斷面，線路影響范圍為41m；此段二期張家村站～后衛(wèi)寨站區(qū)間以28‰的坡度上坡，一期出入段線以32.913‰的坡度上坡，結構相交最近處凈距約0.99m，最遠處結構凈距約3.44m。該下穿工程所處的土層自上而下依次為：Qml4雜填土、Qal+pl4黃土狀土、Qal+pl4細砂、Qal+pl4中砂、Qal+pl4粗砂、Qal3粉質黏土、Qal3中砂。2.2監(jiān)測方案2.2.1監(jiān)測目的及內容在下穿施工期間，通過自動化監(jiān)測及時準確地掌握盾構施工過程對既有隧道結構狀況，對可能發(fā)生的情況提供及時、有效的預報，在新建線不同施工階段采取不同的監(jiān)測頻率進行監(jiān)測。根據(jù)相關規(guī)范[1~3]要求，本次下穿工程對于變形方面的監(jiān)測內容主要包括：隧道結構的沉降或上浮、隧道結構水平位移、隧道差異沉降、軌道橫向高差等，下穿施工引起既有隧道結構累計變形總位移＜20mm，軌道高差控制值＜4mm。2.2.2監(jiān)測范圍及測點布置新建盾構隧道穿越施工時，結合現(xiàn)場實際需要，最終確定既有隧道結構監(jiān)測范圍為新建隧道穿越中心線兩側各50m，共100m，對應既有線的里程為RDK0+361.424～RDK0+461.424。在1號線二期工程影響范圍內的出入段線布設15個監(jiān)測斷面，斷面4至斷面12間距為5m，其他斷面間距為10m。每個斷面4個監(jiān)測點，其中道床2個，側壁2個。

3監(jiān)測結果及分析

3.1既有道床變形分析既有隧道道床上4條測線的變形結果呈現(xiàn)出典型的“沉降槽”，4條測線上最大沉降值對應點全部位于2既有地鐵隧道道床上C、B、G、F4條測線上最大沉降量分別為5.93mm、6.08mm、6mm、5.95mm，兩者的最大沉降量基本相同；在交叉截面前方，4條測線的沉降值大小規(guī)律為F>G>B>C，而在交叉截面后方，4條測線的沉降值大小規(guī)律則表現(xiàn)為C>B>G>F，隧道結構以交叉截面處為中心產生了扭轉變形，這種變形形式導致同一橫截面處軌道產生了一定的橫向高差。3.2既有隧道邊墻變形分析，D、A、H、E4條測線上的最大沉降量分別為5.9mm、5.92mm、5.91mm、5.96mm，與道床上4條測線的最大沉降量近似相等，說明既有隧道在此截面處發(fā)生了整體沉降；4條測線上最大沉降值對應點位于交叉截面處，說明既有隧道結構在交叉截面處沉降最大。圖4既有隧道邊墻沉降4結論1）既有隧道道床上4條測線的變形呈現(xiàn)出典型的“沉降槽”，既有地鐵隧道道床4條測線上最大沉降值對應點全部位于2條隧道交叉截面處。在交叉截面前方，既有隧道4條測線的沉降值大小規(guī)律為F>G>B>C，而在交叉截面后方，4條測線的沉降值大小規(guī)律則表現(xiàn)為C>B>G>F，隧道結構以交叉截面處為中心產生了扭轉變形，導致同一橫截面處軌道產生了一定的橫向高差。2）既有隧道道床水平位移遠小于豎向沉降，既有隧道變形以豎向沉降為主；邊墻與道床豎向位移近似相等，說明既有隧道發(fā)生了整體變形。

【參考文獻】

[1]梁霄.盾構超近距離下穿既有地鐵盾構區(qū)間工程監(jiān)測實例研究[D].北京:中國地質大學,2015.

[2]GB50466—2008盾構法隧道施工與驗收規(guī)范[S].[3]GB50299—1999地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范[S].

作者:盧艷 單位:西安市地下鐵道有限責任公司運營分公司