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地铁盾构小净距平行施工技术
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内容提示：以北京地铁 10 号线 11 标段为背景, 详细介绍了在盾构隧道小净距施工的情况下采取的加固措施, 并通过各种监测表明, 这些措施能够满足工程实际的需要。
摘 要: 以北京地铁 10 号线 11 标段为背景, 详细介绍了在盾构隧道小净距施工的情况下采取的加固措施, 并通过各种监测表明, 这些措施能够满足工程实际的需要。（参考《建筑中文网》）
关键词: 盾构施工; 小净距隧道; 平行施工
在许多城市修建地铁的过程中, 盾构隧道技术的应用已越来越广, 而且都不可避免地需要在一些建筑物的基础下和桥梁的深桩之间穿行, 因此使得两条隧道的净距离也变得越来越小。如何解决两条盾构隧道近距离施工的相互影响就成为盾构施工亟待解决的一个难题[1]。
1 工程概况
北京地铁 10 号线 11 标段盾构隧道区间部分在三源里建筑群( 北小街 8 号, 南小街 2 号、6 号、8 号,泛旅大厦等) 和三环主路桥柱间穿行, 其隧道右线距该建筑群的最近距离为 3.7 m, 两条隧道间净距为 6 m。由于该建筑群中的南、北小街 8 号楼均为上世纪八十年代初建成的 12 层壁板楼, 经建筑权威部门评估已属危楼, 抵抗变形能力非常差, 为此在隧道左线已经施工完毕的前提下, 设计单位将隧道右线整体向左线平移, 增大右线与建筑物之间的距离, 但同时也将左、右两条隧道的最小净距调整为仅 1.7 m。
2 工程地质条件
北小街 8 号楼～南小街 8 号楼段地面标高约 38.8m,地层自上而下依次为:
(1)粉土填土①层, 杂填土①1 层; 层厚 1.8～5.3 m。
(2)粉土③层, 粉质粘土③1 层; 层厚 3.6～7.4 m。
(3)粉质粘土⑥层, 粉土⑥2 层, 中粗砂⑦1 层, 粉细砂⑦2 层; 层厚 7.0～14.5 m。
(4) 粉质粘土⑧层, 卵石圆砾⑨层, 中粗砂⑨1层, 粉质粘土⑩层, 粘土⑩1 层; 层厚 5.2～10.3 m。
隧道左、右线穿越的土体主要为⑥粉质粘土, ⑥2粉土, 其间夹杂着少量的⑥1 粘土及⑦2 粉细砂, 土层自立性中等。
3 工程难点及相应技术措施
通过数值分析得知: 线路调整后左线隧道内力最大增加 31 %, 右线最大增加 8.7 %。调线后右线隧道与楼房距离增大, 施工引起的楼房沉降减小, 但由于两条隧道的最近净距减至 1.7 m, 净距 2.5 m 内的范围达 150 m, 近距离施工范围较长, 因此右线盾构施工时, 将会对两条隧道之间的土体产生更大的扰动,进而影响左线隧道[2-3]。为了增强隧道间土体的抗压、抗剪能力, 控制管片的变形、隧道的偏移等, 须对左、右线隧道进行加固。
3. 1 左线隧道加固保护措施
(1)在已经施工的洞内通过注浆对土层进行加固。由于通过原有注浆孔进行注浆加固后的范围有限, 所以, 在管片吊装孔上再打入 5 根长 3 m、1 根长 1.5 m,Ф42 的钢花管进行注浆加固, 以控制右线隧道施工所引起的左线隧道变形。浆液采用水泥、水玻璃双液浆。
(2)在里程左 K16 204.314～K16 439.92之间200 环内采取隧道内支撑加固措施, 以帮助管片承受外部的压力, 控制管片的变形及滑动, 改善左线隧道受力。支撑见图 1、图 2。
3. 2 右线隧道加固保护措施
(1) 在里程右 K16 174.25～K16 524.65 之间共有312 环, 每环采取注浆加固措施。
(2) 将管片吊装孔凿开, 打入长 3 m、Ф42 的钢花管, 并及时用球阀封住注浆管, 以防漏浆。
(3)浆液采用水泥、水玻璃双液浆。
3. 3 监控量测
为保证右线盾构穿越时不会影响到左线隧道的安全, 我们在左线盾构隧道内布设了各种监测仪器, 对该段 左线隧道 的管片混凝 土应变、管片内净空变形 、管片螺栓内 力、钢圈与 管片混凝土之间的压力、混凝土管片张开量等进行了 24 h 不间断的监测[4-5]。典型断面重点测点的结果分析如下:
(2)钢环与管片接触压力, 见图 4
从图中数据可以看出:钢环与管片之间的接触压力都在 0.06 t 以内,压强增加为 2.36 MPa, 远远低于管片的强度(50 MPa)。
(3)管片螺栓内力, 见图 5
从图中数据可以看出:右管片螺栓内力变化都在0.2 t 以内,压强增加 7.87 MPa, 远远低于螺栓的设计强度值(235 MPa)。
(4)管片张开量, 见图 6
从图中数据可以看出:管片张开量变化都在 1.6 mm以内,低于设计控制值(2.0 mm)。
(5)管片内净空收敛(横向变形/竖向变形), 见图 7、图 8
从图中数据可以看出: 管片收敛变化在 8 mm 以内,远远低于设计控制值(36 mm) , 而且横向变形大于竖向变形, 说明横向受力比竖向受力要大, 结构安全。
4 结语
在隧道近距离施工的这近 200 环内, 通过采取上述措施, 保证了设计要求的各项技术指标, 对左线隧道起到了很好的加固作用, 保障了左线隧道及建筑群的安全。
基于以上对现场工作的介绍和对监测资料的分析, 可以得出以下结论:
(1) 在隧道近距离施工的情况下分别对左、右线隧道采取加固措施是必要的。
(2) 通过对该段隧道的管片混凝土应变、管片内净空变形、管片螺栓内力、钢圈与管片混凝土之间的压力、混凝土管片张开量等进行监测证明, 采取加固措施后隧道的各项指标均能满足设计和实际的需要。
(3) 从北京地铁 10 号线 11 标段的成功经验来看, 只要措施合理, 小净距平行隧道的施工也是可行的, 能够为类似隧道的设计和施工提供可靠的依据。
参考文献:
[1] 王启耀, 等. 近距离双线盾构隧道施工相互影响的监测与分析[J]. 地下空间, 2003(3) : 229- 233.
[2] 靳晓光, 等.小径距公路隧道施工过程的数据模拟[C]. 2003年全国公路隧道学术会议论文集. 北京: 人民交通出版社,2003: 118- 124.
[3] Ghaboussi J, Ranken R E.Interaction between two parallel tun-nels[J]. Interactional Journey for Numerical and analyticalMethods in Geomechanics,1997,1:75- 103.
[4] 王建宇. 隧道工程监测和信息化设计原理[M]. 北京: 中国铁道工业出版社, 1990.
[5] 首都规划建设委员会办公室. GB 50157- 92 地下铁道设计规范[S]. 北京: 中国计划出版社, 1993.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200806/9027.htm
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