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1、#隧道/地下工程#城市地铁盾构近距离穿越桥梁、河流综合施工技术丛恩伟(中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司,北京101100)摘要:北京地铁10号线国)双区间盾构段主要风险点为穿2工程难点越双井北天桥、京秦铁路桥、通惠河及国贸桥群桩。根据各产权单位提出的因地铁施工引起各建(构)筑物的最大沉降标准国)双区间盾构部分主要风险点为,穿越京秦要求,在盾构穿越风险点前,通过设置试验段和数值模拟计算,铁路、通惠河、国贸桥群桩,该区段位于东三环繁华优化施工参数。穿越期间采取有效控制土仓压力、盾构机推进市区,地下管线密布,对城市交通、市民生活影响巨速度、螺旋输送机出土速度、调整注浆压力、
2、加大注浆量和盾尾大;又因临近CBD和使馆区,有重要社会意义,施工油脂用量、及时进行同步注浆和二次补浆等技术措施,确保了要求严格。国)双区间盾构安全顺利地通过了各个风险点,各建(构)筑物沉降值均小于产权单位要求的最大沉降值。盾构从京秦铁路桥下穿过,施工期间不能影响铁关键词:盾构;地铁隧道;桥梁;河流;施工;数值模拟路的正常运行;通惠河底与隧道顶板间的土层相对较中图分类号:U45文献标识码:B薄,河底与隧道拱顶距离仅有10m,地表河水的渗漏文章编号:1004-2954(2008)11-0093-04对地下潜水有一定的补给作用,同时隧道周边有国贸桥桩群及通惠河桥桩群分布;盾构在国贸桥
3、群桩间穿行,隧道与国贸桥桥桩最近距离仅为1178m;施工区1工程概述段多有饱和的卵石层,并受承压水影响。地质条件如111工程概况此恶劣条件下,盾构施工的同步注浆浆液容易流失,无由中铁十六局集团承建的北京地铁10号线第06法起到加固地层、稳定隧道的作用,如何采取有效措施标段包括一站三区间。学院路站)花园东路站区间防止地下水渗流,确保工程安全是难点。(以下称学)花区间)、国贸站)双井站区间(以下称3土压平衡盾构模拟研究国)双区间)在施工中,采用了2台德国海瑞克公司生产的<6250mm铰接式土压平衡盾构机(S206,为了深入分析盾构隧道施工引起的地层位移场、S294)。应力场及地表变
4、形情况,建立了三维数值模型进行分其中国)双区间,左线全长14731862m,含短链析(图1)。21278m(里程K21+6341299~K23+1081161),右线全长14711967m(里程K21+6361194~K23+1081161)。隧道埋深15~23m,线路平面存在曲线段,最小半径350m,最大坡度515j。112地质条件国)双区间隧道范围内通过人工填土层,新近沉积层,第四纪全新世冲洪积层,第四纪晚更新世冲洪积层,土质主要为卵石层,中粗砂层,粉细砂层,粉图1双线盾构计算模型(单位:m)质黏土层,透镜状细中砂层。隧道顶部大部分为饱通过模拟分析发现,盾构开挖推进时,周围
5、土体位和的砂土,其稳定性差,极易发生流沙和大面积的坍移具有明显的三维特征。在纵向方向上,盾构开挖面塌现象;本隧道位于潜水水位以下,并同时揭露承压前方隆起,盾构开挖面后方沉降,在盾尾沉降速率加水含水层,故受地下水的影响,围岩土体的自稳能力大,在盾尾后方约20m后沉降值趋于稳定。横向方差,尤其是砂土、粉土层易产生坍塌,并易产生局部向,土体沉降形成沉降槽,沉降槽宽度从开挖面向后逐潜蚀、涌沙、流沙等。渐增大,在盾尾处趋于稳定。收稿日期:2008-08-11;修回日期:2008-08-29作者简介:丛恩伟(1971)),男,高级工程师,1993年毕业于石家庄铁盾构开挖面后,隧道拱顶至地表
6、及其扩散影响区道学院铁道工程专业,工学学士。域竖向位移方向均向下,其横截面沉降曲线近似反向铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2008(11)93丛恩伟)城市地铁盾构近距离穿越桥梁、河流综合施工技术#隧道/地下工程#正态曲线,中心处地表沉降值最大,两边随距离增大逐渐减小;随着盾构开挖推进,开挖面后方地表竖向位移变化趋势不会受到影响,盾尾后方断面横向扩展变缓;在底拱及其向外扩散影响区域竖向位移方向向上,即底拱土体隆起,底拱中心处隆起量与中心地表处沉降量相当(图2~图5)。图6桩与隧道关系主视图2盾构开挖面前方断面地表土体竖向位移曲线图7开挖完成后地表沉降图3盾构
7、开挖面及盾构机身断面地表土体竖向位移曲线桩体荷载的存在,使得盾构隧道受力增大,拱顶沉降以及收敛位移也有所增加(图8~图9)。图4盾尾及盾尾后方断面地表土体竖向位移曲线图8开挖完成后一般洞室水平位移图5隧道沿轴向剖面地表、拱顶土体竖向位移曲线4盾构施工与群桩的相互影响分析盾构区间隧道过国贸桥群桩区,选取12号~16号、19号~20号桥桩及周围土体为研究对象,取K21+740~K21+700为研究范围,建立数值计算模型(图6)。开挖完成后,地表沉降见图7,桥桩对地表图9桩区洞室水平位移沉降向隧道
