盾構(gòu)隧道小角度斜下穿既有地鐵構(gòu)筑物變形

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【摘要】為了探討新建隧道的施工對(duì)既有隧道運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生的影響，以西安地鐵1號(hào)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(gòu)隧道斜交下穿施工對(duì)既有隧道結(jié)構(gòu)的影響，得到了既有隧道結(jié)構(gòu)變形規(guī)律。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明:既有道床沉降沿整條測(cè)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(yuǎn)小于豎向位移。

【關(guān)鍵詞】隧道工程；盾構(gòu)隧道；下穿越；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)；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(shè)，新建線路穿越既有線路施工的情況越來(lái)越多，既有結(jié)構(gòu)將不可避免地受新建線路的影響，如果既有結(jié)構(gòu)變形過(guò)大，則會(huì)降低既有結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)在新建線路穿越施工過(guò)程中的變形規(guī)律意義重大。本文以西安地鐵1號(hào)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(hào)線出入段線為工程依托，采用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，分析總結(jié)了此類下穿工程中既有隧道結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上探討了多角度下穿工程的施工要點(diǎn)，對(duì)今后類似工程的安全施工具有重要的指導(dǎo)意義。

2工程概況及監(jiān)測(cè)方案

2.1工程概況西安市地鐵1號(hào)線張后區(qū)間新建盾構(gòu)隧道在里程ZDK6+206.524～ZDK6+247.481段約30°斜下穿1號(hào)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(jié)構(gòu)相交最近處凈距約0.99m，最遠(yuǎn)處結(jié)構(gòu)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(xì)砂、Qal+pl4中砂、Qal+pl4粗砂、Qal3粉質(zhì)黏土、Qal3中砂。2.2監(jiān)測(cè)方案2.2.1監(jiān)測(cè)目的及內(nèi)容在下穿施工期間，通過(guò)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)及時(shí)準(zhǔn)確地掌握盾構(gòu)施工過(guò)程對(duì)既有隧道結(jié)構(gòu)狀況，對(duì)可能發(fā)生的情況提供及時(shí)、有效的預(yù)報(bào)，在新建線不同施工階段采取不同的監(jiān)測(cè)頻率進(jìn)行監(jiān)測(cè)。根據(jù)相關(guān)規(guī)范[1~3]要求，本次下穿工程對(duì)于變形方面的監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括：隧道結(jié)構(gòu)的沉降或上浮、隧道結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)累計(jì)變形總位移＜20mm，軌道高差控制值＜4mm。2.2.2監(jiān)測(cè)范圍及測(cè)點(diǎn)布置新建盾構(gòu)隧道穿越施工時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，最終確定既有隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)范圍為新建隧道穿越中心線兩側(cè)各50m，共100m，對(duì)應(yīng)既有線的里程為RDK0+361.424～RDK0+461.424。在1號(hào)線二期工程影響范圍內(nèi)的出入段線布設(shè)15個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，斷面4至斷面12間距為5m，其他斷面間距為10m。每個(gè)斷面4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中道床2個(gè)，側(cè)壁2個(gè)。

3監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

3.1既有道床變形分析既有隧道道床上4條測(cè)線的變形結(jié)果呈現(xiàn)出典型的“沉降槽”，4條測(cè)線上最大沉降值對(duì)應(yīng)點(diǎn)全部位于2既有地鐵隧道道床上C、B、G、F4條測(cè)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(cè)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(cè)線的沉降值大小規(guī)律則表現(xiàn)為C>B>G>F，隧道結(jié)構(gòu)以交叉截面處為中心產(chǎn)生了扭轉(zhuǎn)變形，這種變形形式導(dǎo)致同一橫截面處軌道產(chǎn)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(cè)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(cè)線的最大沉降量近似相等，說(shuō)明既有隧道在此截面處發(fā)生了整體沉降；4條測(cè)線上最大沉降值對(duì)應(yīng)點(diǎn)位于交叉截面處，說(shuō)明既有隧道結(jié)構(gòu)在交叉截面處沉降最大。圖4既有隧道邊墻沉降4結(jié)論1）既有隧道道床上4條測(cè)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(cè)線上最大沉降值對(duì)應(yīng)點(diǎn)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(cè)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(cè)線的沉降值大小規(guī)律則表現(xiàn)為C>B>G>F，隧道結(jié)構(gòu)以交叉截面處為中心產(chǎn)生了扭轉(zhuǎn)變形，導(dǎo)致同一橫截面處軌道產(chǎn)生了一定的橫向高差。2）既有隧道道床水平位移遠(yuǎn)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(shuō)明既有隧道發(fā)生了整體變形。

【參考文獻(xiàn)】

[1]梁霄.盾構(gòu)超近距離下穿既有地鐵盾構(gòu)區(qū)間工程監(jiān)測(cè)實(shí)例研究[D].北京:中國(guó)地質(zhì)大學(xué),2015.

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

作者:盧艷 單位:西安市地下鐵道有限責(zé)任公司運(yùn)營(yíng)分公司