【摘 要】
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随着大中型城市交通压力的增大,地表交通越来越不能满足人们的交通需求,地铁等地下交通成为了发展趋势,在地铁与既有构建筑物发生交叉下穿的过程中,隧洞开挖导致周边岩土应力发生改变,引起既有构建筑物的沉降、倾斜或变形,影响超出安全范围时,可能发生既有构建筑物的破坏、发生工程安全事故、威胁财产生命安全,如何安全施工并降低对既有构建筑物的影响是发展地铁过程中必须面对和解决的问题。文章以成都地铁10号线区间隧道
【基金项目】
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国家重点研发计划(2017YFC0806000); 国家自然科学基金面上项目(51178399);
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随着大中型城市交通压力的增大,地表交通越来越不能满足人们的交通需求,地铁等地下交通成为了发展趋势,在地铁与既有构建筑物发生交叉下穿的过程中,隧洞开挖导致周边岩土应力发生改变,引起既有构建筑物的沉降、倾斜或变形,影响超出安全范围时,可能发生既有构建筑物的破坏、发生工程安全事故、威胁财产生命安全,如何安全施工并降低对既有构建筑物的影响是发展地铁过程中必须面对和解决的问题。文章以成都地铁10号线区间隧道下穿双流国际机场为背景,对比地铁常见施工工法及其适用性,结合双流机场实际情况,确定合适施工工法并对施工过程地表沉降机理及其形式进行了研究,同时针对机场不同类型既有构建筑物,提出了防止变形过大的措施,并通过FLAC对其影响进行了数值模拟。通过试验段确定合理参数、开展施工过程重难点控制及施工监测,确保了施工方案的顺利进行,可供相关工程人员参考借鉴。主要结论如下:(1)根据机场运营、安全控制要求高、机场禁区施工管理复杂、区间隧道埋深、长度及砂卵石地层等要求和特点,结合盾构法施工技术成熟、沉降控制能力强、对环境影响小、相对造价低、且有成都地铁其他线路经验借鉴的特点,确定选用盾构法施工。(2)土压平衡掘进压力在理论主动水土压力的基础上增加0.02MPa~0.03MPa的压力作为预备压力,土舱内土压力不低于80%地层和静水压力之和,可使盾构一直保持土压平衡掘进模式。(3)通过试验段和工程经验确定了主要盾构掘进参数:顶推力1200~1400t,刀盘转速1.3~1.5rpm,土舱压力1.5~1.8bar,扭矩3500~4000k N.m,注浆压力0.3~0.4MPa,出土量54.8~55.39m3/环,注浆量6~7m3/环,掘进速度45~70mm/min,泡沫原液比例1.5%,克泥效工法A液:B液=12.5:1。(4)通过充分预判、提前准备、动态调整掘进和渣土改良参数、及时纠偏、严格监控出渣状态、增设盾体高压注水孔等措施,有效的减少和解决了施工中可能出现的卡刀、偏向、喷涌、结泥饼等突发状况。(5)穿越机场段管片设计时均采用钢筋加强型特殊管片,机场滑行道区域盾构埋深较深且处于中风化泥岩,无需采取加固措施,停机坪区域埋深较浅,主要采取工前工后空洞探测注浆、建筑物基础加固、洞周1.5~3m范围注浆、膨润土和泡沫剂渣土改良、二次注浆、顶管注浆等措施保证变形要求,数值计算和监测结果基本一致,均证实了措施的可行性。(6)施工过程通过远程控制服务器上安装GeoMos监测系统,实现远程控制,数据自动处理,预报警等相关功能,结果显示监测数据均在控制标准以内,说明施工过程盾构参数控制合理,既有构筑物加固措施得当。(7)地表沉降与盾构埋深具有很大的相关性,受埋深和注浆影响,双盾构隧道施工时,可能使地表产生“W”或“M”等不同表现形式的地表沉降,受顶推力、注浆压力和二次注浆等影响,地表呈现先隆起(沉降)、再沉降、注浆后隆起(保持稳定)、最后逐渐稳定的特点。
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