盾构超近距离穿越地铁运营隧道的保护技术.doc

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1、盾构超近距离穿越地铁运营隧道的保护技术白廷辉　尤旭东　李文勇摘要：本文通过对上海地铁二号线隧道与地铁一号线隧道交叉段盾构工程的分析、得出盾构超近距离穿越地铁运营隧道的一些保护技术措施，包括盾构施工参数的优化匹配技术、信息化施工技术等。关键词：软土　土压平衡式盾构　参数优化　信息化施工TheProtectionTechniqueduringPassingofShieldthroughtheOperatingMetroTunnelBaiTinghueetal．AbstractInthispaperbasedon

2、analysisofshieldengineeringinthesectionofcrossingofmetrolineNo．2trnnelwithmetrolineNo．1tunnel，someprotectivetechnicalmeasuresforpassingofshieldthroughtheoperatingmetrotunnelweresuggested，ineludingOptimizationofconstrctionparametersfortheshield，informationc

3、onstructiontechnologyetc．KeywordsSoftSoil，shieldwithbalanceofearthpressure，optimizationofparameters，informationconstruction1　工程概况　　地铁二号线一期工程区间隧道人民公园站——河南中路站是地铁二号线的一个重要组成部分。该工程位于上海黄浦区内人民公园东西端之间，全长837，429m。隧道外径为6．2m，内径为5．5m。隧道衬砌每环宽1m，每环由一块封顶块，两块邻接块，两块标准块，一块落

4、底块共六块构成。纵向均采用M30螺栓手孔式连接，衬砌设计强度C50，抗渗强度S8，衬砌接缝防水采用由水膨性橡胶和氯丁橡胶复合压制成的弹性密封垫。由两台从法国引进的土压平衡式盾构机掘进施工，盾构外径为6．34m，长度为6．54m。二号线该区间段与地铁一号线人民广场站——新闸路站区间段在人民公园站附近交叉。上海地铁一号线是南北向贯穿市中心区的现代快速有轨交通线，于1994年12月基本建成，1995年4月全线试运营。一号线人民广场站——新闸路站区隧道于1992年4月至1993年10月掘进施工，施工采用的盾构和管片

5、型式与二号线相同。　　地铁二号线人民公园站——河南中路站上下行线区间隧道盾构分别于1998年5月和7月在地铁一号线运营隧道下方穿过，一、二号线两条隧道相距为1m左右，走向基本正交，如图1所示。保证二号线两台盾构先后安全顺利地穿越运营中的地铁隧道，是盾构施工中的一个重要的技术难题。图1　地铁一号线和地铁二号线的交叉示意图2　地质条件　　该工程沿途场地较为平缓，地面标高约为3m，表层为褐黄色黏土，隧道主要穿越灰色淤泥质黏土，、灰色黏土层。灰色淤泥质黏土属滨海～浅海相沉积，饱和，流塑～软塑，为高压缩性土。灰色黏土

6、属滨海～沼泽弱谷相沉积，软塑～可塑，为高偏中压缩性土。隧道所穿越的主要土层的地基土的物理力学指标如下表1：表1层号土层名称含水量W　（%）密度ρ　（g／cm３）空隙比e内摩擦角φ(度)1灰色淤泥质粉质黏土43．21．751．19810．02灰色淤泥质黏土50．71．691．4507．53灰色黏土38．51．801．1509．03　一号线的保护要求　　为保证一号地铁列车的安全顺利运行，一号线隧道保护的具体技术指标如下：　　a、由于邻近建筑物的施工开挖等影响所造成的运营隧道的沉降及水平位移＜20mm；　　b、

7、因打桩、爆破引起的振动峰值＜2.5cm／s；　　c、地铁隧道变形相对曲率＜1／2500；　　d、地铁道隧道变形曲率半径＞15000m；　　e、因建筑物垂直荷载及施工引起的外加荷载＜20kpa。　　考虑到人民公园车站东井施工已对两条运营隧道产生一定程度的影响(要求其影响范围控制在10mm以内)，并鉴于隧道周围粘土体中孔隙水压力的消散需要较长的时间，以及土体的蠕变特性，在二号线盾构穿越施工期间应将其对一号线产生的影响控制在更小的范围之内，以保证其对一号线的最终影响变形在允许范围之内。在二号线盾构掘进施工期间，一

8、号线具体的保护技术要求是：沉降及位移＜5mm　　另外，二号线盾构从一号线隧道下部的一侧穿越到另一侧的过程中，对一号线运营隧道左右两则将产生一个沉降差，这将导致一号线的列车轨道左右两侧产生高差，影响列车的正常运行。根据一号线列车的实际运营情况，要求在二号线盾构穿越过程中，左右两侧轨道高差＜4mm。4　工程的技术难度　　(1)　国内盾构施工现状。在目前的隧道建设中，盾构法施工较为普遍。在软黏土中建造地铁，土压平衡式盾