盾构隧道小角度斜下穿既有地铁构筑物变形

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【摘要】为了探讨新建隧道的施工对既有隧道运营产生的影响，以西安地铁1号线二期工程段工程张后区间斜下穿既有出入为背景，分析了新建盾构隧道斜交下穿施工对既有隧道结构的影响，得到了既有隧道结构变形规律。监测结果表明:既有道床沉降沿整条测线呈现出典型的“沉降槽”，沉降峰值位于2条隧道的交叉截面处；既有隧道发生了整体沉降，变形以竖向沉降为主，水平位移远小于竖向位移。

【关键词】隧道工程；盾构隧道；下穿越；现场实测；变形规律

1引言

随着城市地下轨道交通的大规模建设，新建线路穿越既有线路施工的情况越来越多，既有结构将不可避免地受新建线路的影响，如果既有结构变形过大，则会降低既有结构的耐久性，甚至影响既有地铁的行车安全。因此，系统研究既有地铁结构在新建线路穿越施工过程中的变形规律意义重大。本文以西安地铁1号线二期工程张家村站后卫寨站区间左线小角度斜下穿既有1号线出入段线为工程依托，采用现场监测，分析总结了此类下穿工程中既有隧道结构的变形规律，并在此基础上探讨了多角度下穿工程的施工要点，对今后类似工程的安全施工具有重要的指导意义。

2工程概况及监测方案

2.1工程概况西安市地铁1号线张后区间新建盾构隧道在里程ZDK6+206.524～ZDK6+247.481段约30°斜下穿1号线出入段线K型暗挖断面，线路影响范围为41m；此段二期张家村站～后卫寨站区间以28‰的坡度上坡，一期出入段线以32.913‰的坡度上坡，结构相交最近处净距约0.99m，最远处结构净距约3.44m。该下穿工程所处的土层自上而下依次为：Qml4杂填土、Qal+pl4黄土状土、Qal+pl4细砂、Qal+pl4中砂、Qal+pl4粗砂、Qal3粉质黏土、Qal3中砂。2.2监测方案2.2.1监测目的及内容在下穿施工期间，通过自动化监测及时准确地掌握盾构施工过程对既有隧道结构状况，对可能发生的情况提供及时、有效的预报，在新建线不同施工阶段采取不同的监测频率进行监测。根据相关规范[1~3]要求，本次下穿工程对于变形方面的监测内容主要包括：隧道结构的沉降或上浮、隧道结构水平位移、隧道差异沉降、轨道横向高差等，下穿施工引起既有隧道结构累计变形总位移＜20mm，轨道高差控制值＜4mm。2.2.2监测范围及测点布置新建盾构隧道穿越施工时，结合现场实际需要，最终确定既有隧道结构监测范围为新建隧道穿越中心线两侧各50m，共100m，对应既有线的里程为RDK0+361.424～RDK0+461.424。在1号线二期工程影响范围内的出入段线布设15个监测断面，断面4至断面12间距为5m，其他断面间距为10m。每个断面4个监测点，其中道床2个，侧壁2个。

3监测结果及分析

3.1既有道床变形分析既有隧道道床上4条测线的变形结果呈现出典型的“沉降槽”，4条测线上最大沉降值对应点全部位于2既有地铁隧道道床上C、B、G、F4条测线上最大沉降量分别为5.93mm、6.08mm、6mm、5.95mm，两者的最大沉降量基本相同；在交叉截面前方，4条测线的沉降值大小规律为F>G>B>C，而在交叉截面后方，4条测线的沉降值大小规律则表现为C>B>G>F，隧道结构以交叉截面处为中心产生了扭转变形，这种变形形式导致同一横截面处轨道产生了一定的横向高差。3.2既有隧道边墙变形分析，D、A、H、E4条测线上的最大沉降量分别为5.9mm、5.92mm、5.91mm、5.96mm，与道床上4条测线的最大沉降量近似相等，说明既有隧道在此截面处发生了整体沉降；4条测线上最大沉降值对应点位于交叉截面处，说明既有隧道结构在交叉截面处沉降最大。图4既有隧道边墙沉降4结论1）既有隧道道床上4条测线的变形呈现出典型的“沉降槽”，既有地铁隧道道床4条测线上最大沉降值对应点全部位于2条隧道交叉截面处。在交叉截面前方，既有隧道4条测线的沉降值大小规律为F>G>B>C，而在交叉截面后方，4条测线的沉降值大小规律则表现为C>B>G>F，隧道结构以交叉截面处为中心产生了扭转变形，导致同一横截面处轨道产生了一定的横向高差。2）既有隧道道床水平位移远小于竖向沉降，既有隧道变形以竖向沉降为主；边墙与道床竖向位移近似相等，说明既有隧道发生了整体变形。

【参考文献】

[1]梁霄.盾构超近距离下穿既有地铁盾构区间工程监测实例研究[D].北京:中国地质大学,2015.

[2]GB50466—2008盾构法隧道施工与验收规范[S].[3]GB50299—1999地下铁道工程施工及验收规范[S].

作者:卢艳 单位:西安市地下铁道有限责任公司运营分公司