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律。監測結果表明:既有道床沉降沿整條測線呈現出典型的“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；現場實測；變形規律

1引言

隨著城市地下軌道交通的大規模建設，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，系統研究既有地鐵結構在新建線路穿越施工過程中的變形規律意義重大。本文以西安地鐵1號線二期工程張家村站后衛寨站區間左線小角度斜下穿既有1號線出入段線為工程依托，采用現場監測，分析總結了此類下穿工程中既有隧道結構的變形規律，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工程概況及監測方案

2.1工程概況西安市地鐵1號線張后區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～后衛寨站區間以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監測方案2.2.1監測目的及內容在下穿施工期間，通過自動化監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測頻率進行監測。根據相關規范[1~3]要求，本次下穿工程對于變形方面的監測內容主要包括：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監測范圍及測點布置新建盾構隧道穿越施工時，結合現場實際需要，最終確定既有隧道結構監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個監測點，其中道床2個，側壁2個。

3監測結果及分析

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律則表現為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律則表現為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間工程監測實例研究[D].北京:中國地質大學,2015.

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