新建盾构隧道垂直下穿对既有隧道的影响

使命：加速中国职业化进程

摘 要：以某新建盾构隧道拟近距离垂直下穿苏州地铁１号线区间隧道为研究对象，采用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对盾构隧道施工过程进行三维弹塑性数值模拟，分析不同间距时新建隧道垂直下穿对既有地铁隧道的影响。结果表明：应力、弯矩、轴力和土层位移均随着开挖步的增加而增加；新建隧道开挖对既有隧道的影响在３倍新建隧道直径范围之内；在条件允许的情况下，新建隧道垂直下穿既有隧道的间距应大于０．８倍新建隧道直径，否则，应采用改变施工参数、加固既有隧道周围土体等施工措施，降低既有隧道截面的应力、弯矩、轴力和土层位移的增加值，确保既有隧道结构的安全和新建隧道的顺利掘进。 关键词：盾构隧道；隧道间距；衬砌；应力；弯矩；轴力；土层位移

近年来，随着城市轨道交通的不断发展，新建隧道下穿既有运营隧道的情况不断增多。既有运营隧道施工时已经对周围土体产生了扰动，新建隧道下穿施工将对土体产生二次扰动，加剧土体的变形和沉降，若防护措施不利，将导致既有运营隧道出现衬砌破坏或者变形过大，影响既有地铁运营的安全。因此，研究新建隧道下穿施工对既有运营隧道造成的影响，采取合适的防护措施保障既有运营隧道的安全，成为新建隧道施工必须解决的问题。

国内外关于盾构隧道施工引起周围环境影响的研究已有３０多年的历史，并取得显著成果［１－２］，而对于新建隧道邻近施工对既有隧道的影响则是近年来研究的主要课题

［３－８］。但是，关于新建隧道下穿既有隧道的研究大多是从位移沉降角度［９］进行分析，对隧道衬砌内力研究涉及较少。因此，本文以某新建地铁隧道拟垂直下穿苏州地铁１号线区间隧道为例，采用有限元数值模拟方法，分析新建隧道拱顶距既有隧道拱底不同间距时既有隧道衬砌内力及土层位移的变化规律。

１ 工程背景

苏州地铁１号线金枫路站—汾湖路站区间隧道为既有隧道，区间右线ＤＫ１＋６３１．０００处地层剖面状况及既有隧道与新建隧道的位置关系如图１所示。既有隧道为正在运营的隧道，顶端上覆土层厚度为１１ｍ。新建隧道和既有隧道的尺寸均为：直径６．２ｍ、内径５．５ｍ、管片厚度０．３５ｍ、每环管片宽度１．２ｍ、注浆层厚度０．１１ｍ。区间地下水位较深，位于⑥黏土层层底，故不考虑地下水对隧道施工的影响。

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２ 有限元数值模拟

２．１ 模型的建立

采用ＡＮＳＹＳ有限元软件对该工程建立有限元模型。为消除边界效应的影响，模型沿既有隧道轴向 （即ｘ向）取４５ｍ、竖向 （即ｙ向）取３６ｍ、沿新建隧道轴向 （即ｚ向）取４８ｍ。所有边界条件均为位移边界条件，其中模型四周及底面采用垂直约 束，上表面为自由边界。土层、隧道采用ＳＯＬＩＤ４５六面体８节点单元进行模拟，建立的有限元模型如图２所示。

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２．２ 数值模拟参数的确定

根据图１所示的地质剖面，结合地质勘探报告，将土层概化为４层，各层基本物理力学参数见表１。鉴于盾构施工的特点，将盾尾空隙的大小、注浆填充程度、衬砌外侧土体受扰动的范围等一些与施工关系密切但又不易量化的变量，概化为均质、等厚、弹塑性的替代层，使之与考虑盾尾空隙、注浆填充程度、土体自然填充、衬砌外侧土体受扰动程度等多种施工因素造成的地面沉降程度等效［１０］。并根据修正惯用法理论对隧道衬砌刚度进行折减，取刚度折减系数λ＝０．８，隧道衬砌结构混凝土等级为Ｃ５０，基本物理力学参数见表２。隧道施工注浆压力为１５０ｋＰａ，掌子面顶推力为３００ｋＰａ，地面为市政交通道路，选择汽超－２０荷载为２０ｋＰａ。隧道衬砌按各向同性弹性材料考虑，土体和等代层本构采用Ｄｒｕｃｋ－Ｐｒａｇｅｒ准则。

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２．３ 计算工况及开挖过程模拟

两隧道间距取新建隧道拱顶与既有隧道拱底间的距离。两隧道轴线间距取两隧道垂直交叉处两轴心线间的距离。计算工况取５种，分别对应两隧道间距取新建隧道直径 （Ｒ＝６．２ｍ）的０．３，０．５，０．８，１．０和１．２倍，详见表３。新建隧道模型两端边界各选取１８和６ｍ为一开挖步，中间垂直交叉部分以１．２ｍ为一开挖进步，共有１６开挖步。新建隧道各开挖步与既有隧道中心线的水平距离见表４。用生／死单元模拟新建隧道衬砌激活与核心土杀死的过程。考虑到既有隧道施工完成时间比较早，受扰动的土体在新建隧道开挖前已经完成了主固结沉降，故将既有隧道的沉降视为零。

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２．４ 有限元数值模拟结果

由于在两隧道垂直交叉处的既有隧道截面上的地表沉降和应力达到最大，故选取ｘ方向为应力方向，选取两隧道垂直交叉处的既有隧道截面为研究截面，这样可以消除边界效应的影响。

由有限元模型计算结果可知，环形截面最大压应力发生在衬砌拱顶处，环形截面最大拉应力发生在衬砌拱底处；最大正弯矩发生在衬砌两侧拱腰处，最大负弯矩发生在衬砌拱底和拱顶处；衬砌最大轴力发生在隧道拱顶和拱底处。

不同工况时既有隧道截面最大应力、弯矩、轴力和土层位移与新建隧道开挖步的关系如图３—图６所示。其中：弯矩以衬砌外表面受压为正，受拉为负；轴力以衬砌环面受拉为负，受压为正；既有隧道正上方地表土层和既有隧道拱底土层作为土层沉降的研究对象。

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由图３—图６可以得出如下认识。

（１）在开挖步０—１及开挖步１５—１６时，开挖面距既有隧道中心线的水平距离较远，应力、弯矩和轴力增加幅度均很小。因此，结合表４可知，新建隧道开挖对既有隧道的影响范围是距既有隧道中心线水平距离±１８．０ｍ，也即３倍新建隧道直径范围之内。

（２）应力、弯矩、轴力和土层位移均随着开挖步的增加而增加；工况１和２中的应力、弯矩、轴力和土层位移增幅均较大，主要原因是两隧道的间距较小；１—３和１３—１５开挖步时应力、弯矩、轴力和土层位移增幅均较大，４—１２开挖步时应力、弯矩、轴力和土层位移增幅均较平稳，主要原因是开挖步长的长短 （６和１．２ｍ）；０—１和１５—１６开挖步时应力、弯矩、轴力和土层位移增幅均较小，主要原因是虽然开挖步较长 （６ｍ），但开挖面距既有隧道中心线的水平距离较远。

（３）与新建隧道未开挖之前的应力相比，５种工况 的最大压应力增加值分别为２．７７，１．８１，１．２８，１．２０和１．００ＭＰａ，最大拉应力增加值分别为２．９３，１．８９，１．３７，１．３５和１．２９ＭＰａ。

（４）与新建隧道未开挖之前的最大正弯矩３７．５０ｋＮ·ｍ、最大负弯矩－２９．２０ｋＮ·ｍ相比，５种工况的最大正弯矩增加值分别 为６９．８１，４５．３１，３２．４５，２９．６３和２８．０４ｋＮ·ｍ，最大负弯矩增 加值分别为－６４．１５，－３９．６５，－２６．７８，－２３．９７和－２２．３７ｋＮ·ｍ。

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（５）拱底处轴力由开始受压逐渐转为受拉，主要原因是随着新建隧道的开挖，既有隧道拱底处土层产生的沉降越来越大，使得衬砌在失去土层支撑的作用下有下沉的趋势，同时衬砌环间螺栓对它有反向约束的作用，使得拱底处轴力开始受拉。

（６）与新建隧道未开挖之前既有隧道ｘ向最大正轴力９２．４ｋＮ相比，５种工况的拱顶处最终轴力增加值分别为８１５．１，６１３．５，５１８．０，４８０．８和４６６．１ｋＮ·ｍ，拱底处最终轴力增加值为－９４６．４，－７２９．１，－６２８．７，－６２３．６和－６１１．１ｋＮ·ｍ。 （７）５种工况地表土层最终沉降值分别为－１５．０，－１０．２，－７．２，－６．５和－６．１ｍｍ，隧道拱底土层最终沉降值分别为－２４．０，－１９．２, －１６．２，－１５．５和－１５．１ｍｍ。

（８）由工况１至工况５的应力、弯矩、轴力及位移增幅值比较可知，两隧道间距小于０．８倍新建隧道直径时，其内力和位移的增幅较大，对既有隧道的影响较大；两隧道间距大于０．８倍新建隧道直径时，其内力及位移对既有隧道的影响相对较小。因此，在施工条件允许的情况下，控制两隧道间距大于０．８倍新建隧道直径，从而确保既有隧道的安全及新建隧道的顺利掘进。

３ 结 论

（１）新建隧道开挖对既有隧道的影响范围是距既有隧道中心线水平距离±１８．０ｍ，也即３倍新建隧道直径范围之内。

（２）工况１、工况２的应力、弯矩、轴力和土层位移均较大，对既有隧道造成的损害就较大，因此，在条件允许的情况下，新建隧道垂直穿越既有隧道的间距应大于０．８倍新建隧道直径。

（３）既有隧道的沉降值决定着其内力的变化程度，而弯矩和轴力是衬砌设计的主要力学参数，因此，在新建隧道近距离穿越既有隧道时，应采用改变施工参数、加固既有隧道周围土体等施工措施，降低既有隧道截面的应力、弯矩、轴力和土层位移的增加值，确保既有隧道结构的安全和新建隧道的顺利掘进。

盾构下穿建筑物专项施工方案

盾构隧道下穿建筑物专项方案 一、编制依据 1、珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程18标南洲站?沥滘站区 间平纵断面及洞门设计布置图； 2、珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段18 标工程南洲站?中间风井建筑物调查报告； 3、珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段18 标工程南洲站?中间风井区间盾构推进监测方案； 4、《地下铁道工程施工及验收规范》 (GB 50299-1 999)(2003 年版)； 5、《盾构法隧道施工与验收规范》 (GB 50446-2008) 6、《建筑地基基础设计规范》 (GB 50007-2011) 二、工程概况 2.1 工程简介珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段南洲站?沥滘站区间(简称“南沥区间”)位于广州市海珠区。本次设计起点为南洲站，终点为沥滘站。 根据广东广佛轨道交通有限公司穗铁广佛建会【2012】68 号会议纪要，盾构从南洲站始发，中间风井吊出；再根据拆迁情况而实施从沥滘站始发，中间风井吊出。起点为南洲客运站、向东南方延伸，途经南环立交、沥滘水道，进入沥滘村。区间沿线地形平坦，地面高程为7.87?10.32m,沥滘村沿线密布建筑物群。 盾构区间上方主要有南环高速公路等构筑物；沿线两边主要有南洲大酒店 (A7)、大量居民房等建筑物。 工程由两台①6250海瑞克复合式土压平衡盾构机进行施工。先后施工上行线和下行线隧道，盾构从南洲站东端头下井始发，掘进至中间风井吊出。 本区间隧道由上、下行线两条隧道构成，区间最大覆土厚约32.2 米，最小覆土9.5 米。区间最小曲线半径为350 米，线间距约12.5 米。线路纵坡设计为双向坡，最大坡度为29%°。 本区间穿越海珠区南洲街三滘经济社、南洲二手车市场，穿越土层主要为<3-1> 冲洪积层—砂层、<3-2>冲洪积层—砂层、<4-1 >冲洪积层—粉质粘土、<4-2> 河湖相沉积层一淤泥质土、＜5-1＞可塑状残积层一粉质粘土、＜5-2＞硬塑状残积层—粉质粘土、＜6

盾构隧道下穿高铁施工变形控制

盾构隧道下穿高铁施工变形控制 发表时间：2019-07-17T15:20:04.323Z 来源：《基层建设》2019年第13期作者：卢雨田[导读] 摘要：本文介绍了杭州至海宁城际铁路某区间盾构隧道下穿高铁桥梁工程的施工情况。 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉 430000摘要：本文介绍了杭州至海宁城际铁路某区间盾构隧道下穿高铁桥梁工程的施工情况。由有限元建模分析和现场施工可得到结论：施工按照沉降控制和位移控制的要求，通过建立盾构试验段，设置隔离防护桩，掘进过程中结合现场监测数据，合理选择土压力、推进速度、同步注浆、二次补偿注浆等掘进参数，这一系列技术措施可有效保证地表沉降、桥墩位移处于可控范围，达到了预期的施工效果，为 后续工程和类似工程提供参考。 关键词：盾构隧道;有限元分析;隔离桩;穿越施工;现场监测 Abstract:This paper introduces the construction of shield tunnel under the high-speed railway bridge project of hangzhou-haining intercity railway. Conclusions can be drawn from finite element modeling analysis and on-site construction, according to the requirements of settlement control and displacement control, a series of technical measures such as the shield test section is established, and the isolation guard pile is set. Combined with the in-situ monitoring data during the excavation process, the soil pressure, propulsion speed, synchronous grouting and secondary compensation grouting are reasonably selected，which ensure the surface settlement, the displacement of the pier is in a controllable range, and the expected construction effect is achieved. Key words:shield tunnel; finite element analysis; isolation piles; crossing construction; in-situ monitoring 0引言 近年来随着城市轨道交通开发受到越来越广泛的关注[1-2]，盾构近距离穿越高铁桩基的问题就显得更为突出。杭州、无锡、南京等地的地铁施工都面临盾构超近距离穿越高铁桩基的情况，而高速铁路需严格控制变形，导致了盾构隧道下穿高铁工程施工的困难性、复杂性。而现在关于盾构超近距离穿越高铁桩基的工程经验相对较少，对于采用何种保护措施、怎样控制施工过程及效果如何等问题尚还处于探索阶段[3]。 本文结合杭州至海宁城际铁路(以下简称“杭海城际”)某区间盾构下穿高铁桩基的一个典型工程现场试验研究，先后进行有限元建模分析[4-5]，设置隔离防护桩，掘进过程中结合现场监测数据，合理选择盾构隧道掘进参数，最终完成该区段的施工，积累了处理该类型工程的经验，得出一些有意义的结论，可为高铁桩基周边盾构穿越施工行为的理论研究提供参考。 1工程概况 杭海城际是浙江省都市圈城际铁路网中的一条放射型线路，该铁路工程第四标段为海宁高铁站～长安镇站区间地下区间部分，其中穿越桐海特大桥段受影响桩基为575号、576号、577号共3根桥桩，运营里程DK129+461.518～DK129+526.918，区间隧道与桐海特大桥夹角约50°，下穿大桥段长约18m。每个桥墩由8根Φ1000钻孔桩支撑，桩长69～85m，左线盾构隧道距离桥桩最小距离为6.2m，右线盾构隧道距离桥桩最小距离为5.9m。杭海城际区间隧道与桐海特大桥相对位置关系如图1所示。 区段工程施工工法为盾构法，施工采用内径5500mm、外径6200mm、衬砌厚度350mm、环宽1200mm单圆盾构衬砌。衬砌环全环由六块组成，即一块小封顶块K、两块邻接块L和三块标准块B构成，环间采用错缝拼接方式，管片采用M30弯螺栓连接。盾构机选用德国海瑞克公司生产的S-997土压平衡盾构机，并配备同步注浆系统。 盾构区间全区间处在淤泥质黏土和粉质黏土的软土地层中，其中下穿高铁区段埋深约5.5m，属于浅埋盾构软弱地层高标准下穿既有高铁桥梁施工，施工难度大技术要求高。且根据上海铁路局要求，施工期间高铁限速至200km/h，桥墩变化值控制在1mm以内，为全线的重难点工程之一。 图1杭海城际区间隧道与沪杭甬客运专线桥梁平面关系图 Fig.1 Plane relationship diagram between Hangzhou-Haining inter-city tunnel and Shanghai-Hangzhou-Ningbo passenger line 本区段工程隧道主要穿越土层为④1层淤泥质黏土（土层厚1.2～14.0m，流塑）、⑤1层粉质黏土(土层厚2.2～7.0m，硬塑)和⑤2层粉质黏土夹粉土(土层厚约2.7～5.6m，可塑)。本区间工程地表水属上塘河水系，地下水类型主要可分为第四系松散土类孔隙潜水和孔隙微承压水。根据周边环境调查情况显示，盾构区间除高铁桥梁及高速桥梁外无其他建构筑物，周边以农耕地及荒地为主。 2施工变形控制 2.1隔离桩加固施工 盾构施工将不可避免的造成地层损失和引起周边土体的扰动，从而盾构上方土体及地面将产生一定的沉降，对邻近铁路桥梁将产生一定的影响。本区间隧道已进入铁路保护影响范围，为保证盾构能够安全顺利通过且不影响既有高铁桥梁正常运营，使地铁盾构施工对沪杭高铁桥梁的影响降到最低，拟采用在盾构下穿前在洞外设置隔离桩的防护措施，王国富等研究了采用合理形式的隔离桩对变形控制效果的可操作性、适用性[6-7]。

盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术

盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术 文章摘要： 盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术摘要：随着近几年地下工程建设的不断发展,盾构施工技术已越来越成熟,特别是在城市轨道交通建设中更显示出其优越性。但是,对于盾构施工过程中穿越障碍物或近距离通过既有建(构)筑物的施工还缺少相应的工程实例,经验相对也较少。近年来,我国城市轨道交通建设发展迅速,但是面临着越来越复杂的周边环境和施工条件,因此研究和制定相应的施工技术和应对措施十分必要。文章针对盾构施工穿越城市内河、下穿既有隧道以及湖底施工、下穿古城墙等工程实例进行分析研究,提出了针对类似情况的应对技术措施。 1 引言 随着国民经济的发展和城镇化建设的加速,国内城市轨道交通建设发展也越来越迅速。在轨道交通建设中,盾构工法由于其优越性在国内的应用越来越多。为了使轨道交通尽快形成网络达到预期的规模效应,轨道交通的建设也在加速。随着初期单条线的建成,后续线路建设的难度会越来越大。同时,伴随城市规划建设,特别是通常伴随地铁建设的沿线开发的增多,工程建设所面临的是越来越复杂的周边环境,穿越障碍物或近距离通过既有建(构)筑物的情况也越来越多。工程施工时既需要对既有建(构)筑物进行保护,又要确保工程本身的安全性和进展顺利,因此对不同的情况采用相应的应对技术十分必要。本文以南京地铁施工中已成功完成的盾构施工穿越障碍物的几个实例为基础,研究分析相应的应对技术。 2 下穿既有河流 2.1 工程实例 金川河宽10.4m,河堤深4m, 水深1.3m,为污水河。盾构隧道与 该河近正交下穿通过,盾构机与 河床底净间距6.2m。该段 地质情况自上而下分别是:② -1d3-4粉细砂(3.5m)、②-2c2-3 粉土(约6.0m)、②-2b4淤泥质粉 质粘土(约3m)、③-2-1b2粉质粘 土(4m)、③-3-1(a+b)1-2粉质粘 土(约 4.7m)。隧道主要在② -2c2-3粉土、②-2b4淤泥质粉质 粘土(上部)和③-2-1b2粉质粘土 (下部)地层中穿过(图1)。 该工程盾构机于2002年5月 9日~2002年5月10日和2002年 12月28日~2002年12月29日分 别在下行线和上行线顺利通过金 川河,沉降监测结果良好,没有采 用应急预案。但是在下行线掘进

盾构下穿建筑物技术交底

布吉站~百鸽笼站区间 盾构下穿建筑物施工技术交底 一、工程概况 布?百区间隧道下穿越金鑫实业有限公司厂房、布吉永盛钟表厂、华年华美工业区集体宿舍等9栋建筑物。 区间过建筑物里程、对应环号及洞身地质情况详见下表 、掘进参数选择

、盾构施工下穿建筑注意事项 1、掘进过程中适当加大同步注浆压力及注浆量，每一环管片注浆量在6?8斥，1、4#注浆压力1.5?2.5Bar , 2、3#注浆压力2?3Bar，根据实际情况调整同步注浆浆液配合比，提高浆液的和易性和可泵性，缩短浆液凝固时间，及时有效地填满管片与围攻岩间的建筑空隙，防止地表下沉。注浆系统发生故障、注浆管发生堵塞时应停止掘进，待维修正常后方可继续掘进。盾构机停止掘进时严禁进行同步注浆，避免建筑物隆起。 2、在盾构掘进过程中要严格控制出土量，做到进尺与出土量保持均衡，并填写好 出土控制表，如发现一环出土量超过65m3或掘进过程中进尺与出土量保持不均衡，且初步估计是因刀盘位置土体塌方所致，应立即停止出土，继续往前掘进（此时总推力根据实际情况可调整至1000t,但各个控制按钮必须均匀增加）至顶部压力表显示为1.2bar 以上后停止掘进，并及时通知工程部及其它相关部门和领导，工程部立即派人到掌子 面里程对应的地表巡查，同时现场土木值班人员对渣样进行取样和分析，并取好渣样到地面供相关领导和部门分析。领导和相关部门结合渣样分析、设计院提供地质情况、地表建筑物沉降情况最后决定是否继续往前掘进，盾构操作手或机长不得擅自作主。 3、推进过程应保持盾构机有良好的姿态，严禁姿态的急剧起伏，水平和高程偏差 控制在土50mm以内。减小盾构机上下千斤顶压力差，上下千斤顶压力差控制在60Bar 以内。 4、根据地表监控量测数值，如发现管片在脱出盾尾后，地表沉降幅度较大（10mm v 沉降值v 20mm时对管片进行二次补注浆，以控制地表继续沉降，二次注浆采用双液浆。

盾构隧道下穿高铁既有线风险控制研究

盾构隧道下穿高铁既有线风险控制研究 发表时间：2019-01-16T15:02:18.230Z 来源：《基层建设》2018年第36期作者：叶余超 [导读] 摘要：随着城市化的不断发展，轨道交通的网络不断加密，也有着越来越多工程建设穿越既有隧道现象。 广东华隧建设集团股份有限公司 摘要：随着城市化的不断发展，轨道交通的网络不断加密，也有着越来越多工程建设穿越既有隧道现象。像是很多新建工程会影响到地铁线路，例如民用或者是工业建筑的基坑工程手工，基础设施中排水管道、热力管道、输水管道、供电电缆等在地下穿越，其中的交通中的公路、桥梁以及地铁隧道等公共交通设施的穿越。因此说明既有线隧道会受到盾构隧道施工的严重影响，和常规地铁隧道施工相比较更为复杂。近年来在城市交通不断发展的情况下，一些工程出现其穿越既有轨道线的现象，出现的问题会直接关系到既有轨道结构以及其安全问题，严重影响着既有线运行的稳定性和安全性，制约着建设和发展城市轨道交通，亟待解决。本文主要针对盾构隧道穿越既有线产生的沉降问题进行研究，首先分析其带来的风险，并对既有线沉降问题进行计算，首先建立计算模型，后进行具体计算，最后针对沉降问题提出相应的控制方法。 关键词：盾构隧道；下穿既有线；风险控制 引言：近些年来，我国不断地发展着社会经济，进而促进城市化进程的加快，我国的城市轨道交通是全球发展最迅速地国家之一。随着技术手段的发展，盾构隧道的特点是机械化有着很高的程度、掘进有着很快的速度、周边的环境很少会对其产生影响等，在修建城市轨道交通地下隧道中应用的范围比较广泛。现阶段，我国轨道交通方面发展的比较迅速，交通网络在不断进行优化，不断地扩大开发城市地下空间的规模，并加强利用效果。在这样的情况下，很难防止新建的盾构隧道穿越既有轨道线等复杂工程状况，并使得新建隧道与原有隧道间的距离在不断减小。这种隧道穿越工程不仅距离近，而且叠交复杂，隧道在这样的情况下穿越有着较大工程施工风险，可能会影响地铁结构沉降等风险，严重的影响着隧道的安全运营。本文主要有盾构隧道下穿而引起风险中的既有线沉降问题进行分析，并提出相应的控制方案。 1 隧道风险研究 盾构隧道施工不能避免和邻近既有线产生附加内力或者是结构变形，进而会对既有线列车的安全、可靠运行造成影响。在这样的状况下，结合保护既有线的要求，采取相应的措施将变形的情况减少，这其中要重视的就是对既有线运行安全性与稳定性的保障。还有，既有线的重要程度特别高，同时严格的要求着附加变形，从而使穿越工程难度非常大，风险也特别高。开挖隧道时，一般情况下上方沉降相较于下方围岩上有很大程度的浮隆现象，加之上方围岩有着复杂的受力，大量分布的剪切和压剪区域，对围岩的稳定性有着严重影响，下方围岩分布在卸载回弹区，围岩稳定性可以得到保障（如图一所示）。所以说明，在同样的近距离下，盾构隧道下穿既有线存在着很大的风险。 图一 其中：第1分区内关键开挖作用是压缩剪切，同时是剪切破坏重要区域；第2分区关键开挖作用是剪切；第3分区内主要开挖作用是卸载；第4分区是开挖隧道形成地表沉降的区域。 2 盾构隧道下穿既有线结构沉降的计算 2.1计算的模型 结合地铁车站实际运营中各种情况，进行深入的研究，选定一定范围的土体作为计算模型分析对象，利用有限元的计算软件进行分析，对盾构隧道下穿既有线所造成的地表沉降实施模拟。模型建立的过程中关键要对以下5个方面进行考虑：（1）物理模型的平面应变是其问题特征；（2）使用的计算方法是弹塑性分析；（3）假设隧道开挖不影响计算边界处，也就是指这一处是原始静止应力的状态，变形是零，选用约束进行模拟；（4）宽度计算采取隧道直径的5倍；计算隧道深度为地下隧道直径的3倍；（5）对时间效应以及开挖过程中产生的应力率做出充分考虑。 2.2计算结果 图二为右线盾构掘进时地面沉降曲线图，图三为左线盾构掘进时地面沉降曲线图，从这两幅图中可以看出：盾构隧道下穿时会有沉降差，沉降差值若是超出限度，则会导致车站发生沉降、弯曲结构以及扭曲变形等现象，原有的裂缝不仅会错动，畏怯还会拓展，这样的情况会引起轨道几何形位出现改变：比如说钢轨顶面高差产生相应的变化，水平面上轨道中心平顺性的变化，沿线路方向轨道竖向平顺性的变化等。这些变化不只会使既有线隧道结构增加内力，也极有可能是钢轨顶面水平超差，前后高低超差或者是轨向平顺超差。除此之外，对既有线道床与基层的整体刚度不相同进行考虑，由于变形过大，道床和基层间可能出现脱离的现象，对既有线运营的安全性有着威胁。

地铁盾构隧道下穿建筑物沉降规律分析

地铁盾构隧道下穿建筑物沉降规律分析 摘要:通过对成都地铁盾构隧道穿越建筑物引起的地表沉降进行动态监测与分析，得出了盾构地铁隧道在穿越建筑物时沉降发生时间及影响范围，并初步制定了用于指导施工的监测数据库，以便为今后类似工程提供参考。 关键词:成都地铁2 号线; 盾构隧道; 穿越; 地面建筑物; 沉降监测 1 ．引言 随着国家、城市的经济发展，地铁成为交通繁忙、人口密集城市的重要交通工具。在地铁盾构隧道施工期间，不可避免地要近距离地下穿地面建筑物，在穿越期间，由于地层受扰动、超挖引起的地层损失及应力改变等原因都可能造成地面建筑物出现沉降、位移，从而引起建筑物出现裂缝、倾斜甚至倒塌，给人民的财产、安全带来威胁。为掌握盾构施工过程中地面建筑物的状态，在实施加固、保护等施工措施的同时，必须对地面建筑物进行监测，并将监测数据及时反馈到施工中，确保施工安全。本文对成都地铁盾构隧道某栋建筑物的监测成果进行研究分析，以便为今后类似工程提供参考。 2 ．工程及地质概况 本工程为成都地铁线2 号线羊西二环路站～白果林站，在里程YCK26 + 332 ～YCK26 + 832 段穿越密集居民建筑群。盾构隧道埋深约14 米，地面建筑物为金琴路南段二巷2 号楼，主体上部为砖混7 层，下部为预制桩基础，基底约2．5m 中砂。 该隧道地处川西平原岷江I 级阶地，为侵蚀～堆积阶地地貌，地形平坦。隧道穿越地层主要为砂卵石层，局部夹中砂。第四系孔隙水是段内地下水的主要存在形式，主要赋存于各个时期沉积的卵石土及砂层中，土体透水性强、渗透系数大，水量丰富。场地内地质构造条件简单，未发现有断裂通过，无不良地质作用，在VII度地震作用下，不具备产生滑坡、崩塌、陷落等地震地质灾害的条件，环境工程地质条件较简单。综合判定，本工程场地稳定。 3 ．监测方案设计 尽管盾构法施工隧道具有对周围环境影响小、掘进速度快、机械化程度高、施工安全等特点，但仍不可避免地引起地表以及地表建筑物沉降。因此在研究盾构隧道对建筑物沉降的影响，布设了建筑物沉降监测点，用以观测建筑物下沉量，判定建筑物的安全性，以便采取相应的保护措施。 3 ．1 测点布置 建筑物沉降监测点位布设在建( 构) 筑物四角的结构柱、建筑物基础分界点( 基础沉降缝) 布设沉降观测点10 个监测点位，见图1。

地铁盾构下穿对近接高架桥桩基的影响

地铁盾构下穿对近接高架桥桩基的影响 摘要:运用MIDAS/GTS 三维有限元分析软件，模拟了盾构隧道动态施工对近接高架桥桩基的影响，重点分析了桩基水平位移及沉降的发展规律，为盾构安全通过提供依据。研究表明: 两侧桩基水平位移在隧道范围内呈现明显“凹槽”; 盾构推力是影响桩基水平位移的重要因素，对沿隧道方向水平位移的影响较沿垂直隧道方向大，对桩基沉降影响较小; 工程拟定袖阀管注浆加固措施将引起桩基产生附加沉降，对桩基水平位移控制无明显效果。分析结果认为，在不采取袖阀管注浆加固措施情况下，合理选取盾构推力，可完成盾构隧道对近接高架桥桩基的安全穿越。 关键词: 盾构下穿高架桥桩基三维数值模拟盾构推力水平位移沉降袖阀管注浆 随着城市轨道交通建设的快速发展，城市地铁盾构隧道将不可避免地穿越周边已建的建( 构) 筑物。特殊情况下，盾构隧道需穿越已有高架桥的桩基础。盾构施工将产生地层土体损失，从而导致隧道附近土体应力场发生重分布，近接桩基周边法向应力将有不同程度的释放，使得桩基的承载能力折减。同时，隧道施工引起隧道周围地层移动，其产生的自由土体位移场使得工作状态的桩基产生附加弯矩和变形［1-5］，对桩基础的安全使用产生风险。地铁盾构隧道下穿对近接高架桥桩基的影响分析成为当前城市地下空间开发中的热点问题。 1 工程地质条件及近接桩基概况 1. 1 地质条件 本工程区段属于丘陵地貌，沿线为剥蚀残丘和丘间冲沟相间，因道路等工程建设，原地貌大多经过挖填。地下水以第四系孔隙水、基岩裂隙水赋存。该区段内冲积～洪积砂层不会产生地震液化，不良地质有:软土地层、砂层、花岗岩残积土及“球状风化孤石”。本工程范围区间隧道主要从冲积—洪积粉质黏土层( 4N-2) ，( 4N-3) ，残积土层( 5H-2) 中穿过。 该区段地层自上而下依次为素填土、冲积—洪积而成的可塑状粉质黏土、冲积—洪积而成的稍密中粗砂、硬塑状花岗岩残积土、全风化花岗岩、强风化花岗岩。 1. 2 近接高架桥桩基概况 广州地铁六号线萝岗～香雪区间下穿北二环高速公路高架桥桩基工程位于广州市萝岗区广深高速公路与北二环高速公路交汇处，位于地铁六号线右线设计里程YDK40 + 510. 544，左线设计里程ZDK40 +523. 849 附近。本区段拟采用盾构法施工，隧道埋深约15 m，所穿越的北二环高速公路立交桥，桥名为“萝岗分离式立交桥”，地铁盾构隧道距离两侧高架桥桩基的距离仅有2. 0 ～12. 5 m，上部构造采用预应力混凝土连续箱梁，下部构造为柱式墩，Ф1 800 mm钻孔灌注桩基础，为摩擦型桩，桩底均落入全风化花岗岩，桩基与隧道位置关系平面图见图1，高架桥桩基与盾构隧道剖面关系图见图2，桩基与隧道位置关系见表1。

地铁盾构隧道下穿建筑物的安全性分析

地铁盾构隧道下穿建筑物的安全性分析 李茂文，胡辉 （南昌城市规划设计研究总院，江西南昌330038） 摘要：本文以深圳地铁5号线翻身 灵芝盾构区间隧道下穿碧海花园小区建筑物施工为工程依托，运用有限差分程序FLAC3D模拟盾构隧道开挖的全过程，对施工产生的管片内力变化、地表沉降以及桩基的变形进行了预测分析。计算结果表明，只要能够正确合理的施工，采用土压平衡盾构施工，安全顺利地穿越建筑物是可行的。 关键词：盾构隧道下穿建筑物地表沉降桩基沉降数值模拟 有限差分法由于具有能够适应复杂边界、非均质、非线性本构模型，分析结果全面详细等优点，被广泛用来模拟盾构隧道施工对环境的影响的分析。本文以深圳地铁5号线翻身 灵芝盾构区间隧道下穿碧海花园小区施工掘进为工程依托，运用有限差分程序FLAC3D模拟盾构隧道开挖过程，对施工产生的管片内力变化、地表沉降以及桥梁桩基变形进行预测分析。1工程概况 深圳地铁5号线翻身至灵芝盾构区间隧道管片设计外径为6m，内径为5．4m，管片厚度为30cm。地铁右线隧道穿越碧海花园2层和8层的砼框架楼房。碧海花园桩基采用柱下独立基础，承台下桩基采用Φ480沉管灌注桩，有效桩长17m。该建筑物桩基与隧道拱顶最近距离为1．14m，断面埋深20．5m，地下水位埋深为3．2m，隧道位于砾质粘性土、全风化花岗岩及强风化花岗岩三种不同硬度的地层中，局部有硬岩突起，突起硬岩裂隙发育，地质条件复杂。 2盾构掘进数值模拟分析 2．1材料特性 （1）土体材料 目前，在土工计算中广泛采用的各向同性模型有两大类，一类是弹性非线性模型，另一类是弹塑性模型，两者都反映了土的非线性应力—应变关系特性。本文土体采用弹塑性本构关系，屈服准则为直线性Mohr－Coulomb准则。 （2）注浆材料和管片衬砌材料 注浆材料和衬砌单元在模拟过程中也采用适合混凝土材料的弹塑性模型。注浆材料的强度会随着时间的推移而增加，此时取其长期固化注浆材料，其弹性模量取400Mpa［4］，管片衬砌采用C50钢筋混凝土，弹性模量为35GPa。 2．2实体模型建立 计算采用有限差分程序FLAC3D建立三维模型，横向取40m，向上取至地表，向下取隧道中心以下15m，沿隧道长度方向取40m。左、右、前、后边界施加水平方向约束，底面限制垂直位移，顶面为自由面。初始应力只考虑自重应力场的影响。地层、管片、注浆浆液均视为理想弹塑性材料，服从Mohr—Coulomb屈服准则；管片和同步注浆浆液均采用壳单元；地层和桩基则采用实体单元模拟。计算模型如图2，模型共有148192个单元，154755个节点。盾构机长7．5m，盾构外径6．25m，管片宽l．5m，厚300mm，盾尾间隙厚75mm。盾构隧道与桥梁桩基的位置关系如图2所示 。 图1 三维计算模型图 图2盾构隧道与建筑桩基的位置关系图 根据地质勘察资料，该段地质分层从上而下分别为：3m的素填土、6m的砾砂、10．5m的砾质粘性土、2．5m的全风化花岗岩及16m的强风化花岗岩。各土层的物理力学参数见表1。3数值模拟计算结果分析 3．1应力分布分析 盾构推进15m、30m和40m时最大主应力云图如图3、4和5所示。从图中可以看出，随着盾构的不断推进，已开挖的隧道衬砌的最大主应力增大，当隧道开挖到40m时，拱腰靠底部位置的最大值主应力值达到2．3MPa，最小值出现在隧道拱顶的位置，最小主应力在拱顶的位置，其值达到－6．7MPa，均远远小于盾构管片的设计强度，因此，盾构管片所受到的内力不足以使管片结果产生破坏，管片结构仍有较大的安全富余量。 · 402 · 2012年第6期（总第123期）江西建材交通工程

盾构隧道近距离下穿武广高铁桥梁变形监测分析

盾构隧道近距离下穿武广高铁桥梁变形监测分析 阐述了全自动桥梁变形监测原理方法，并通过全自动桥梁变形监测系统，实时监测盾构下穿高铁过程中高铁桥墩及梁体的变形。监测数据表明，盾构下穿期间桥墩及梁体变形未达到报警值，全自动监测系统为区间盾构顺利下穿高铁桥梁及时提供了变形信息反馈，确保了高铁安全正常运营。 标签：轨道交通；盾构隧道；下穿高铁；桥梁变形监测 1 工程概况 武汉市轨道交通某区间盾构下穿武广高铁高架桥下行线和上行线。盾构左线从6#、7# 桥墩之间穿越，盾构右线从7#、8# 桥墩之间穿越，6#、7#、8# 桥墩桥跨间距均为32.6 m 简支梁。下穿处武广高铁线间距 5 m，设计速度350 km/h。6#、7#、8# 桥墩桩基桩长分别为18 m、18.5 m 和19 m，桩顶距地面约2.5 m，隧道底部距桩底分别为1.504 m、0.975 m 和0.473 m。区间隧道顶部覆土约15.06 m，与桥桩结构水平最小净距为8.12 m（图1）。 下穿处土层由杂填土、一般黏性土、老黏性土组成，基岩埋藏较浅。区间沿线为三级阶地剥蚀堆积垅岗区，下穿武广高铁盾构隧道洞身位于20a-2 中风化泥岩，地面至隧道顶地层主要为杂填土、10-2 粉质黏土、20a-1 强风化泥岩。 2 盾构施工 盾构机采用 2 台土压复合式平衡盾构机，盾构机外径 6.44 m。盾构隧道采用通用型管片错缝拼装，用M30彎螺栓连接，管片环宽 1.5 m，外径 6.2 m，内径5.5 m，厚度0.35 m，楔形量40 mm。左线盾构从2016 年11 月9日开始进入武广高铁核心保护区20 m 范围，2016 年11月13 日盾尾脱出高铁核心保护区20 m 影响范围；右线盾构从2016 年11 月15 日开始进入武广高铁核心保护区20 m 范围，2016 年11 月19 日盾尾脱出高铁核心保护区20 m 影响范围。左、右线盾构施工期间以12 环/天左右的速度向前推进。 3 桥梁变形监测 本工程采用全自动监测系统对武广高铁桥梁的变形进行实时监测，自动变形监测系统由测量机器人、监测站、控制计算机房、基准点和变形点等 5 部分组成（图2）。远程计算机通过因特网控制远程GPRS 模块或通过数据连接线远程监视和控制监测系统的运行，系统在无需操作人员干预的条件下实现自动观测、记录、处理、存储、变形量报表编制和变形趋势显示等功能。 3.1 监测原理方法 监测仪器为测量机器人，又称自动全站仪，是一种集自动目标识别、自动照

盾构隧道下穿建筑物加固方案

目录 1、工程概况 (1) 2、加固方案 (1) 2.1建筑物加固 (1) 2.2管线保护 (3) 2.3建筑物拆迁、临迁 (3) 3、加固施工方法 (4) 3.1施工工艺流程 (4) 3.2施工方法 (5) 3.3袖阀管注浆技术保证措施 (8) 3.4特殊情况处理 (8) 3.5袖阀管注浆质量保证措施 (9) 4、监控量测 (10) 4.1房屋监测 (10) 4.2管线监测 (12) 5、施工组织计划 (13) 5.1设备人员计划 (13) 5.2施工计划 (14) 6、质量保证措施 (14) 6.1组织措施 (14) 6.2 技术措施 (15) 7、安全保证措施 (16) 7.1安全生产保证体系 (16) 7.2安全生产责任制 (17) 7.3安全生产制度 (17) 7.4安全技术组织措施 (18) 8、文明施工、环境保护 (18) 8.1环境保护措施 (18) 8.2文明施工措施 (19) 9、安全生产应急预案 (20)

GZH-12标盾构隧道下穿建筑物 加固施工方案 1、工程概况 本标段盾构区间采用德国进口的两台直径8.8米的海瑞克土压平衡盾构机进行施工。盾构区间跨越惠州最繁华的新老城区，隧道穿越东江和地面条件复杂、建（构）筑物和管线分布密集的城区。 盾构区间穿越大量房屋、道路等重要建、构筑物，下穿道路地段管线密集。隧道下穿地段，房屋多为砖房和框架结构，基础形式多为天然基础和桩基础，天然基础埋深多为1~4m，桩基础埋深多为4~15m。 盾构隧道穿越的地层以第三系不同风化程度的含砾砂岩为主，局部存在砾土层和砂层。地下水主要以孔隙水和基岩裂隙水形式，并通过大气降水渗透补给，地下稳定水位埋深1.20~5.60m，略具承压性，水质一般良好。 盾构隧道在掘进过程中，由于围岩可能受到被扰动、破坏、失稳以及地下水流失而导致地表变形、沉降，使建（构）筑物受到影响，甚至破坏。因此，须对沿线建（构）筑物采取加固措施。 2、加固方案 2.1建筑物加固 根据建（构）筑物结构形式与隧道关系，建立完善的变位监控系统，在隧道两侧、房屋基础周边和管线范围布设沉降、倾斜观测点，进行跟踪测量，信息化施工，及时调整盾构施工参数，保持掌子面稳定，减少建筑物变形。同时根据房屋的结构形式及与隧道的关系，制定房屋最大沉降量、沉降差的警戒值和控制值。 盾构隧道开挖影响范围内，在建（构）筑物基础下方布置竖向或斜向袖阀注浆管，进行地表注浆，浆液采用水泥浆，以加固建筑物基础，同时根据量测信

地铁盾构隧道下穿铁路安全控制分析

地铁盾构隧道下穿铁路安全控制分析 发表时间：2018-09-07T16:01:58.857Z 来源：《防护工程》2018年第9期作者：谭帅[导读] 针对施工过程的安全性提出了地铁盾构隧道下穿铁路的安全施工策略，建议对施工过程中出现的各种意外和突发情况做好预案，制定科学的解决方案，保障了盾构工法的顺利施行。谭帅 中国水利水电第七工程局有限公司摘要：本文对以往的地铁盾构隧道下穿铁路案例进行分析，探讨各个单位的施工情况及安全控制问题。根据地层变化的规律，分析了地层沉降、轨道差异及盾构推力对铁路工程的不良影响，为此提出不同情况下是否采取地基加固及线路加固的举措来保证列车运行的安全性问题。同时也针对施工过程的安全性提出了地铁盾构隧道下穿铁路的安全施工策略，建议对施工过程中出现的各种意外和突发情况做好预案，制定科学的解决方案，保障了盾构工法的顺利施行。关键词：地铁盾构隧道；下穿铁路；地层沉降；轨道差异 1、引言 城市化规模的不断扩张推动着地面建筑的发展，地下管线等构筑物也越来越多的出现在大众视野，大大提高了地面空间的使用面积，做到了空间利用的合理规划。最早盾构法隧道的第一次使用出现在英国伦敦，著名工程师Brunel利用一台矩形盾构打造了一条隧道供行人们的方便出行，至今这条隧道还保留在泰晤河下。盾构法的优势在于其对地面的占用率小、在土层的适用范围方面广、施工方面安全性高，另外盾构法机械化程度较高，其已成为打造隧道的主流方法。本文分析了铁路路基的总体沉降以及差异沉降，探究了盾构法在施工过程中地层的变化规律，从而对可能产生的沉降进行准确的预判并对其进行有效控制，对今后的地铁盾构隧道工程具有现实指导意义。 2、地层变化规律的影响因素 利用盾构法来打造地铁隧道无疑对地层结构产生了一定的影响，这种地层上结构发生的变化是存在一定规律的。例如对于土性分布简单、土层适宜的穿铁路施工来说，盾构姿态控制也相对简单，而对于土层较薄、且土性呈不均匀分布的盾构来说，则很难对其进行良好的控制。因此研究此规律可以解决不同土层情况下所出现的问题以及能够提出更科学更有效的解决方案。分析和运用这种土层变化的规律，要注意方式方法，最重要的不能忽略其关键的影响因素。 （1）盾构过度超挖情况严重的话会造成土地资源的大量损失，还需注意盾构与衬砌之间间隙，不宜过大或过小，否则也会造成土体资源损失及浪费。 （2）掌子面关乎着支护压力，需要严格控制掌子面的支护压力，避免盾构本身的变形以及盾构在工作过程对地下水位的不利影响而导致地层固结沉降。一旦地层出现固结沉降，就会大大增加施工过程的事故概率，影响工作进程，列车的出行轨道设置安全性无法的到保障。 （3）盾构工法在使用的过程中要考虑盾壳与周围土体的摩擦力，摩擦力的大小与施工过程的安全性联系紧密，需要严格把控，过大过小都会阻碍施工进程。明确施工过程中地层变形规律，才能对施工过程采取行之有效的举措，进而提高施工效率，今后列车的出行安全性问题也可以得到有力的保障。 3、地铁盾构隧道掘进对铁路的影响 铁路是我国重要的公共交通设施，其安全性的问题已经成为当代社会关注的焦点。不可置疑的是，列车运行过程中的每一个环节都不可轻视，这也对底层沉降以及轨道差异沉降问题提出着更严格的高标准，从而保证列车的正常运行，避免的灾害问题产生。因此对地铁盾构工法应予以更高的重视，对其的研究分析直接影响着铁路事业的蓬勃发展。 3.1地层沉降的不良影响 轨枕支座是具有弹性，原因在于其需要在承受较大压力时通常会产生沉陷，弹性力可以使沉陷自动恢复到初始稳定的状态，从而保证列车运行的安全性问题。地少数情况下会遇到土地沉降的问题，严重的会导致轨枕所处的位置状态也会不断下降。由于软枕支座是属于超镇定系统环节的构件，因此，上述遇到的偶发情况会严重破坏轨道多支座超镇定系统，土地沉降导致轨道断裂，进而对列车的安全运行造成强烈的冲击，情况轻则导致列车产生连续振动，严重时会导致列车发生出轨翻车大型事故。另外动不可忽视的是列车的载荷作用，通常轨枕所产生的严重变形会提升轨道自身的应力。根据底层沉降的不良影响判断，列车运行的速度与列车出轨率成正比。 3.2轨道差异沉降的不良影响 一般情况下，地铁盾构工法的不足之处在于施工过程中会出现差异性沉降。若铁路的轴线和盾构掘进轴线所呈夹角越与土地沉降量呈现差异的明显程度是成正比的，即夹角越大土地沉降量的差异越明显，与铁轨是否处于同一断面无关。极少数情况下，由于沉降差异明显的情况下列车自镇相互作用会造成严重的侧翻事故。 3.3盾构推力的不良影响 将土仓压力设置为水土压力可以有效避免盾尾推力过大引起的地层沉降现象，保证了地铁盾构工法在施工过程中的质量与效率。土仓压力关系着土体状态的稳定性，当然也影响着铁路轨道的稳定性。土仓压力把控不到位，土体自身产生表面隆起或断裂的概率大大上升，对列车运行的安全性产生了极大的威胁。因此严格控制土仓压力进而控制地面与轨道的稳定状态十分重要。 4、地铁盾构隧道下穿铁路安全施工策略 4.1地基加固 在盾构隧道穿铁路施工过程中的重要举措是根据地质情况以及隧道的埋深度情况对地基进行分块加固。通常情况下有两种方法可以采用，分别是铁路两侧建设旋喷桩以及旋喷浆。旋喷桩能够避免浆液由于大面积扩散而造成的土体资源浪费，也能起到一定的对土体压力的隔断作用，从而控制好地面的变形，进而保证了地基加固的效果。旋转浆的采用使得地基加固主次分明，有利于加固强度的有效过渡以及对线路变形的良好控制。最后，在盾构工法的推进过车中需要引起重视的是对施工速度的严格把控以及对施工过程监管工作和养护工作的顺利进行。

基坑开挖卸荷对既有下穿高铁盾构隧道的影响研究

基坑开挖卸荷对既有下穿高铁盾构隧道的影响研究 发表时间：2016-06-14T11:13:59.477Z 来源：《工程建设标准化》2016年4月总第209期作者：江益辉巫裕斌[导读] 施工过程中如果出现较大隆起变形，可采用地基加固、强化基坑支护结构等措施方法，减小基坑开挖方法引起的下穿隧道隆起变形。 江益辉巫裕斌 （中铁工程设计咨询集团有限公司，北京，100055） 【摘要】拟建深圳市轨道交通10号线工程益田停车场出入线区间明挖隧道基坑上跨广深港高铁盾构隧道，为了研究基坑开挖卸荷对既有下穿高铁盾构隧道影响，为后续设计施工及盾构隧道保护提供参考依据，本文采用Midas有限元软件建立三维数值模型，计算和分析了基坑开挖引起的隧道附加变形和内力变化规律。通过研究发现，上部基坑开挖卸荷将会引起既有下穿隧道的隆起变形，同时也将引起隧道拱顶、底部和两边拱腰处四个位置出现剪切应力集中。 【关键词】基坑；盾构隧道；开挖卸荷；隆起变形；剪切应力 1、前言 随着城市现代化进程的加快，城市数量和规模迅速扩张。而土地资源的紧缺使得有限的土地资源需要充分利用，地下空间资源也得到了大规模的开发利用。随着地下空间资源的进一步开发，原有的地下建构筑物（例如地下室、地铁隧道、地下车站、地下管线等）附近出现了大量的基坑工程。由于基坑工程的开挖卸荷，必定对附近的地下建构筑物产生不良作用，影响其正常安全使用，甚至造成失稳破坏等重大工程事故。 本文采用Midas三维有限元软件模拟计算研究深圳市轨道交通10号线工程益田停车场出入线区间明挖隧道开挖对既有下穿广深港高铁盾构隧道的影响，计算和分析了基坑开挖引起的隧道附加变形和内力变化规律，为基坑开挖施工和盾构隧道保护提供参考。 2、工程概况 深圳市城市轨道交通10号线工程益田停车场出入线区间明挖隧道位于广深高速公路北侧绿化带内，起始于福田保税区一号隧道西侧，终点位于福田保税区二号隧道正下方。明挖隧道在TRDK1+011~TRDK1+050段上跨广深港高铁盾构隧道，广深港高铁盾构隧道外径为9600mm，管片厚度450mm，目前已施工完成。明挖隧道基坑与广深港高铁盾构隧道平面关系如图1所示。高铁盾构隧道拱顶距离出入线明挖基坑底的最近距离约为20m，地层从上到下依次为：素填土，淤泥，淤泥质黏性土，含有机质砂，卵石，全、强、中风化花岗岩，盾构隧道位于中风化花岗岩地层中。 3、有限元数值建模 采用Midas有限软件，建立三维模型，分析基坑开挖对广深港盾构隧道变形的影响。三维模型如图2所示。模型尺寸X×Y×Z=125×180×82，盾构隧道中心间距29m，外径4.8m；明挖区间基坑宽度14m，开挖深度18m，基坑底与盾构隧道拱顶距离为20m。图3所示为明挖基坑与隧道位置关系图，模型所用物理力学参数如表1所示。

深圳地铁盾构下穿建筑物施工技术

58　2012(增刊2)　CONSTRUCTION MECHANIZATION 深圳地铁盾构下穿建筑物施工技术 The construction technology of Shenzhen subway shield underneath crossing the building 熊炎林/XIONG Yan-lin （中铁隧道集团有限公司技术中心，河南 洛阳 471009） 随着城市的发展，地铁建设成为城市建设的重头戏。在城市地铁隧道施工过程中，采用盾构施工的比例呈上升的趋势。盾构法施工具有施工速度快、自动化程度高、不受气候影响等较多优点，但如果施工过程中技术措施不当，可能会造成地面塌陷、建筑物受损开裂。随着盾构隧道的增多，盾构隧道下穿建筑物的情况时有发生，为了控制建筑物及地面的安全，需要采取一系列措施加以控制，确保隧道施工安全。 1 工程概况 深圳地铁5号线怡黄区间右线里程全长1 051.609m，左线里程全长1 078.767m。盾构区间隧道由怡景路站出发后，先后下穿怡景路、黄贝岭小区、沿河路和深南东路，到达区间终点黄贝岭1号竖井吊出。怡－黄盾构区间左线隧道在里程280～360环范围、右线隧道在里程250～360环穿越了景贝南小区5栋房屋。盾构隧道与下穿的5栋建筑物的平面关系如图1所示。 图1 盾构隧道与建筑物平面关系图 左、右线地层情况与隧道剖面位置关系如图2、图3所示。左线隧道12号楼下隧道埋深为16.9m，9号楼下隧道埋深为17.02m，4号楼下隧道埋深为17.24m。右线隧道15号楼桩基距离隧道顶为3.7m，隧道埋深为16.95m，12号楼隧道埋深为17.0m，2号楼隧道埋深为17.25m。 图2 左线与建筑物纵剖位置关系 图3 右线与建筑物纵剖位置关系2 工程地质条件 盾构隧道最大覆土厚度为16.61m，最小覆土厚度为8.58m，穿过地层包括<7-5>粉质黏土、<11-1>全风化凝灰质砂岩、<11-2>强风化凝灰 质砂岩、<11-3>中风化凝灰质砂岩、<11-4> DOI:10.13311/https://www.wendangku.net/doc/114541355.html,ki.conmec.2012.s2.016

盾构下穿铁路技术的总结

天津地铁6号线工程土建施工第8合同段 北宁公园站～天津北站站区间下穿京津高铁、天津北站铁路施工总结 中铁六局集团有限公司 天津地铁6号线工程土建施工第8合同段项目经理部 2015年6月5日

目录 第一章工程概况 (1) 1.1工程概况 (1) 1.1.1工程规模 (1) 1.1.2结构形式 (1) 1.1.3隧道平、纵断面设计 (1) 1.2工程地理位置 (1) 1.3盾构下穿铁路股道及京津高铁工程概况 (1) 1.3.1天津北站站场多股道概况 (1) 1.3.2京津城际铁路概况 (2) 1.3.3地铁区间与铁路相互关系 (3) 1.4下穿铁路段工程地质与水文地质 (5) 1.4.1工程地质 (5) 1.4.2水文地质 (6) 1.4.3穿越铁路地段所处地层 (7) 1.5盾构区间穿越施工对铁路的影响及控制标准 (8) 1.6数值模拟 (9) 1.6.1盾构区间下穿北站站国铁线路模拟分析 (9) 1.6.2盾构区间侧穿京津城际桩基模拟分析 (11) 第二章试验段施工要点 (14) 第三章盾构机适应性分析及改造 (15) 3.1盾构机选型 (15) 3.2盾构机改造 (17) 3.2.1刀盘中心清洗系统改造 (17) 3.2.2二次注浆系统改造 (18) 第四章盾构下穿北站股道及京津城际掘进参数控制 (20) 4.1土压的控制 (20) 4.2推进速度及推力设定 (20) 4.3掘进方向的控制 (21) 4.4以平衡的推力、速度、扭矩控制掘进 (21) 4.5出土量的控制 (22) 4.6同步注浆的注浆量和压力的控制 (22) 第五章盾构下穿北站股道及京津城际铁路沉降控制措施 (24) 5.1盾构掘进沉降机理 (24)