大直径隧道盾构穿越机场滑行道沉降控制.pdf

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1、第3期(总第153期)2011年6月中国彳丛z靠CHINAMUNICⅡ’ALENGINEERINGNo．3(SeriaINo．153)Jun．2011DOI：10．3969／j．i鹊n．1004—4655．2011．03．013大直径隧道盾构穿越机场滑行道沉降控制任红梅(上海市建设工程管理有限公司，上海200031)摘要：介绍了虹桥综合交通枢纽仙霞西路隧道大直径泥水盾构在浅覆土条件下穿越机场滑行道的沉降控制技术。采用PI．AxIS2D有限元软件计算盾构推进对跑道的变形。为满足机场绕滑道的技术要求，地层损失率

2、应控制在0．2％以内；在施工中采取将切口水压波动幅度控制在0．01—0．02MPa；出土量误差控制在±O．5％以内；盾构掘进速度控制在10mH∥min以内；根据地表沉降情况，在离盾尾8～10环的位置进行二次注浆。关键词：浅疆土；大直径隧道盾构；下穿机场滑行道；沉降控制中图分类号：U455．43文献标识码：A文章编号：1004—4655(20”)03—0034—021工程概况’虹桥综合交通枢纽仙霞西路隧道从新建机场滑行道下方穿越，盾构由场西工作井出发，向场东工作井推进，全长约l040m。隧道采用单层衬砌，管片

3、环宽1．50m，外径11．36m，壁厚500mm。管片环均匀地分为8块，每块管片中心角为45。；环间采用错缝拼装。盾构出洞隧道坡度为一5％，进洞坡度为5％，进出洞口盾构顶覆土厚均为7m。盾构进入工作井后向东下穿机场西、东侧2处绕滑道，7条机场排水沟，2座导航灯；西侧绕滑道处覆土厚度为9．88m，东侧绕滑道处覆土厚度为10．99m(见图1)。圈1仙蠢西路隧道穿越机场段平面示意圈2地质条件根据地质资料，拟建场地为深度在77．30m范围内的地基土，主要由黏性土、粉土和砂土组成，属晚更新世Q，时期以来的沉积层。仙霞

4、西路隧道穿越的地层主要为④层灰色淤泥质黏土与⑤。层灰色黏土，主要的特点为高含水量、高压缩性、低强度、高灵敏度，具有较明显的触变、流变特性，在动力的作用下，极易破坏土体结构，使强度骤然降低。收稿日期：2010—12一14343控制机场绕滑道路面沉降的技术指标1)机场绕滑道路面结构为黏土上铺460一厚的水泥碎石，上面是380mm厚的钢筋混凝土板。2)要求在施工阶段1a保质期内，施工区域与周边产生的差异沉降≤10I砌；工后阶段，施工区域与周边产生的差异沉降≤50mm；沉降差异≤0．1％。4有限元计算滑行道的变形计

5、算采用删S2D有限元软件二维平面应变15节点单元模拟。地基土包括4个不同土层，分别采用软土弹塑性本构模型与MoIlr—Coulomb理想塑性本构模型；隧道衬砌采用板单位模拟，材料为线弹性；土孔隙水压力分布是静态水压，水位位于地表以下0．5m。取断面Bl(2+400、Bl(3+340计算，水平向100m，深度93m，覆土深度分别为9．88m、lo．99m，四周边界约束水平位移，底部边界约束水平和竖向位移。盾构推进对跑道的变形计算结果见表l。裹1蜃构推进对跑道的变形计算结果mm地层损失Bl(2+枷BK3+340

6、寒／％水平位移竖向位移水平位移竖向位移O．58．518．67．213．80．27．29．86．99．3由计算结果可知，当盾构推进的地层损失率为O．5％时，不能满足机场绕滑道工后沉降10n珊(施工阶段)的要求；当地层损失率为0．2％时，可以满足要求。因此，盾构在穿越机场绕滑道时，必须严格控制地层损失率在0．2％以内。中国彳丛譬布任红梅：大直径隧道盾构穿越机场滑行道沉降控制2011年第3期5控制机场绕滑道路面沉降的技术措施5．1设备改制仙霞西路隧道采用咖11．58m泥水平衡盾构施工，因刀盘上的24把周边刀较盾构

7、理论直径单边各偏大lcm，为减小地层损失率，采用调整刀头根部尺寸的方式将刀头内缩，使其与盾构机外壳保持平整，控制地层损失率不超过允许范围。刀盘示意图及刀头局部放大图见图2、图3。图2刀盘示意图圈3刀头局部放大图5．2盾构施工参数的控制1)盾构在穿越机场绕滑道时，采用PMS高分子泥水体系来优化泥水性能，严格控制泥水密度。因PMS泥水体系具有很好的悬浮和携带土体的能力，能确保开挖面的稳定，防止地面沉降。2)切口水压按照理论上限值设置，且将切口水压波动幅度控制在o．01一o．02MPa。根据实时的沉降监测数据及时

8、调整切口水压设定值，确保开挖面稳定，进而控制土体沉降。3)在穿越绕滑道过程中，盾构的掘进速度控制在10眦n／min以内(常规控制在20mⅡ∥IIlin以内)。根据监测资料及时调整推进速度，以保证开挖面的稳定，减小盾构推进对周边土体的扰动。4)根据盾构直径和推进长度可计算得出每环管片的理论出土量，严格控制每环管片的出土量，误差控制在±0．5％以内，避免超挖或欠挖。5)同步注浆采用管片壁后注浆。浆液为抗剪型、高比重、