盾構(gòu)機(jī)在未經(jīng)加固的軟土地層中近距離
穿越運(yùn)營(yíng)中地鐵隧道施工技術(shù)研究簡(jiǎn)介
【內(nèi)容摘要】 本文通過(guò)上海地鐵M4線，盾構(gòu)機(jī)在未經(jīng)加固的軟土地層中，近距離穿越正在運(yùn)營(yíng)中的地鐵2#線隧道時(shí)，對(duì)周圍土體變形狀況、機(jī)理以及地層后期沉降的研究，提出了盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)近距離已建隧道影響，進(jìn)行有效控制的施工方法及能數(shù)，為工程施工提供理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】 構(gòu)法隧道 穿越施工 未經(jīng)加固的軟土地層 地鐵運(yùn)營(yíng) 信息化施工
前 言
上海市軌道交通明珠線二期工程(M4線)，是繼上海地鐵1#、20線后的，本市第3條重大地鐵隧道工程建設(shè)項(xiàng)目。將與正在運(yùn)營(yíng)的明珠線一期工程(高架輕軌)共同構(gòu)成環(huán)形軌道交通客運(yùn)線。因此，M4線隧道必須穿越地鐵2＃隧道。
在穿越期間，要確保正在運(yùn)行的地鐵2＃線隧道安然無(wú)恙，難度是非常高的。
因此，必須對(duì)盾構(gòu)機(jī)近距離穿越，位于未加固軟土地層運(yùn)營(yíng)地鐵隧道的施工技術(shù)，進(jìn)行理論研究。
1 工程概況
我公司建的明珠線二期張楊路—浦電路站區(qū)間隧道工程，位于浦東世紀(jì)大道、福山路。
隧道外徑為6．2m，內(nèi)徑5．5m。采用錯(cuò)縫襯砌，每環(huán)襯砌由3塊標(biāo)準(zhǔn)塊(B)，2塊鄰接塊（L），1塊封頂塊(F)組成，管片厚度為0．35m，寬度為1．2m。
隧道總長(zhǎng)度為1422．718m，共1187環(huán)。采用日本，三菱公司生產(chǎn)的φ6340土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，長(zhǎng)度8．6m。
盾構(gòu)穿越地鐵2＃線隧道的區(qū)域位于世紀(jì)大道下方，且是與濰坊路、福山路的交匯處。
世紀(jì)大道是我市新建的現(xiàn)代化道路之一，路面寬闊，共有8—12條機(jī)動(dòng)車道和2條非機(jī)動(dòng)車道，路面寬達(dá)50余米，交通高峰時(shí)車流量很高。道路兩側(cè)建筑物主要有世紀(jì)聯(lián)華超山及住宅樓等。道路下方地下管線縱橫交錯(cuò)。
2 工程地質(zhì)
上海地鐵區(qū)間隧道主要穿越灰色淤泥質(zhì)粘土④層，為飽和、流塑、夾少量薄層粉砂的粘性土，屬高壓縮性土；灰色粘土⑤l層、灰色粉質(zhì)粘土⑤2層，很濕、軟塑、含水量高、孔隙比大、敏感度高，受擾動(dòng)后沉降大、穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)，分屬高偏中及中壓縮性土。
本工程穿越區(qū)段的地鐵2＃線隧道位于灰色淤泥質(zhì)粘土④層，下穿的M4線隧道洞身歷經(jīng)灰色淤泥質(zhì)粘土④層、灰色粘土⑤l層、灰色粉質(zhì)粘土2層
3 工程特點(diǎn)與難點(diǎn)
(1)地鐵20線為正在運(yùn)營(yíng)的隧道，必須確保地鐵列車的運(yùn)行安全。盾構(gòu)穿越施工時(shí)的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求很高。
正在運(yùn)營(yíng)地鐵2#線保護(hù)等級(jí)：一級(jí)
線路安全正常運(yùn)營(yíng)要求：隧道內(nèi)兩軌道橫向高差 ≤2mm
軌向偏差和高低差<2mm／l0m (即橫向差異沉降<1．4‰)
結(jié)構(gòu)變形控制要求：隧道結(jié)構(gòu)縱向沉降與隆起 ≤±5mm
隧道結(jié)構(gòu)縱向水平位移 ≤±5mm
隧道收斂值 ＜20mm
監(jiān)測(cè)值超過(guò)總變形量1／2時(shí)報(bào)警，并采取應(yīng)急措施
(2)地鐵2＃線區(qū)間隧道位于灰色淤泥質(zhì)粘土④層，飽和、流塑、孔隙比大、敏感度高，屬高壓縮性土，受擾動(dòng)后沉降大、穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)。在穿越前未作任何加固處理。
(3)盾構(gòu)機(jī)從堆鐵2＃線隧道下方斜向穿越；穿越距離長(zhǎng)，影響范圍大。
上行線：隧道交疊的投影長(zhǎng)度約為96米（137-217環(huán))
下行線：隧道交疊的投影長(zhǎng)度約為69米(354—412環(huán))
加上前后5—l0m的影響區(qū)，施工影響區(qū)域的范圍大。
(4)兩隧道問(wèn)的距離小，最小為1.045米。
上行線：隧道間投影交叉點(diǎn)的凈距離分別為1．045米和1．375米
下行線：隧道間投影交叉點(diǎn)的凈距離為1．719米和1．542米
據(jù)了解日本交疊隧道的間距一般較大些，且隧道所處的土層較好。
(5)盾構(gòu)曲線穿越施工，增加了對(duì)土體的擾動(dòng)。
本區(qū)間上行線隧道在穿越區(qū)段的線形為，平曲線R=379．851m，豎曲線R=2995m；下行線隧道在穿越區(qū)段的線形為，平曲線R=399．85lm，豎凹曲線R=2995m。
盾構(gòu)姿態(tài)與鄰近隧道的變形
盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)盾構(gòu)姿態(tài)的改變對(duì)周圍的影響很大。盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)由于各種不確定因素，盾構(gòu)軸線產(chǎn)生偏差。盾構(gòu)在曲線推進(jìn)、糾偏、抬頭或后叩頭時(shí)，實(shí)際開(kāi)挖斷面是橢圓形。盾構(gòu)軸線與隧道軸線偏角越大，對(duì)土體擾動(dòng)也越大。
盾構(gòu)姿態(tài)變化引起的地層損失
盾構(gòu)姿態(tài)對(duì)鄰近隧道的影響，其原因是由于盾構(gòu)姿態(tài)的改變引起了地層損失。因此在研究盾構(gòu)姿態(tài)對(duì)鄰近隧道影響的時(shí)候，必須先計(jì)算出盾構(gòu)姿態(tài)變化引起的地層損失。盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)姿態(tài)的改變對(duì)周圍土體的影響圖所示。
根據(jù)上述計(jì)算可知，盾構(gòu)機(jī)在穿越施工時(shí)，每推進(jìn)1環(huán)(1200mm)，盾構(gòu)機(jī)頭理論上就必須向右偏轉(zhuǎn)13．6mm，向上抬頭1．73mm；而同時(shí)盾構(gòu)機(jī)尾必須向左偏轉(zhuǎn)13．6mm，向下磕1.73mm。事實(shí)上，盾構(gòu)機(jī)的糾偏，也不是完全按其幾何中心旋轉(zhuǎn)，實(shí)際糾偏量會(huì)更大。
(6)盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，前倉(cāng)的土壓力波動(dòng)
隨著盾構(gòu)掘進(jìn)施工技術(shù)水平的發(fā)展，盾構(gòu)機(jī)的性能也有了很大的提高。土壓平衡式盾構(gòu) 掘進(jìn)時(shí)，所采用的自動(dòng)化控制模式，避免了人工操作易產(chǎn)生的誤差，提高了控制的精度，對(duì)上海地區(qū)的均勻軟土地層尤為適用。
但自動(dòng)化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)反饋修正有時(shí)間上的滯后性，實(shí)際土壓力的控制必然與理論設(shè) 定值存在一定的偏差。施工實(shí)踐顯示，實(shí)際土壓力波動(dòng)值達(dá)到0．1—0．12 Mpa，雖然這已達(dá)到了當(dāng)前土壓平衡式盾構(gòu)施工的先進(jìn)水平，但對(duì)于如此近距離穿越地鐵2#線的高精度控制要求，其波動(dòng)值還是過(guò)高。
(7)拼裝管片時(shí)，前倉(cāng)的土壓力波動(dòng)影響
盾構(gòu)每掘進(jìn)1環(huán)(1．2m)，必須停下來(lái)拼裝管片：此時(shí)，盾構(gòu)機(jī)的千斤頂控制模式轉(zhuǎn)為拼裝狀態(tài)，千斤頂液壓系統(tǒng)的額定壓力為6．5Mpa(正常推進(jìn)時(shí)千斤頂液壓系統(tǒng)的額定壓力為32Mpa)。設(shè)計(jì)的考慮是在拼裝狀態(tài)，使用個(gè)別千斤頂時(shí)，不至于頂壞管片。同時(shí)也保證了在拼裝時(shí)，盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)不發(fā)生較大偏移。
實(shí)際施工表明，在拼裝管片的過(guò)程中，盾構(gòu)機(jī)有微量的后退，前倉(cāng)土壓力變小：根據(jù)統(tǒng)計(jì)，拼裝管片前后的土壓力變化值可達(dá)0．1 Mpa：因此，在穿越施工時(shí)，拼裝時(shí)土壓力的波動(dòng)，必然會(huì)引起周圍土體應(yīng)力(主要是正前方)的波動(dòng)，從而加劇了對(duì)土體的擾動(dòng)。
(8)上、下行線二次穿越施工的不同點(diǎn)
4 盾構(gòu)掘進(jìn)引起地層變形和移位的主要因素
1 地質(zhì)狀況
盾構(gòu)選型取決于地質(zhì)，掘進(jìn)所造成的地層位移亦與地質(zhì)有關(guān)。隧道沉降槽寬度系數(shù)i與土層的內(nèi)摩擦角及隧道埋深之間有如下關(guān)系：
i=Z／(2*πtg(45—Φ／2))
其中Z為隧道的埋深，Φ為土體的內(nèi)摩擦角，對(duì)于成層土Φ為各土層的加權(quán)平均值。另有研究指出，地表沉降槽的寬度主要取決于最接近隧道拱頂?shù)耐翆拥奶匦裕何挥诘叵滤幌碌乃淼溃乇沓两挡鄣膬A角β主要取決于隧道上方承壓水土層的物理與力學(xué)特性。
2 盾構(gòu)法隧道的施工工藝
盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中對(duì)土體的壓力、蛇行糾偏等對(duì)地層位移有最重要的影響。注漿材料的特性、注漿量與注漿時(shí)間以及所采用的輔助工法(如降水。凍結(jié)、加壓)也對(duì)地層的位移有很大的影響。
3 隧道埋深
盾構(gòu)法隧道施工，隧道的埋深必須大于盾構(gòu)最小覆土厚度的要求。在不同的地質(zhì)條件下，相同的埋深引起的地層變形和位移是不同的。經(jīng)典的Peck理論反映了隧道埋深與地層最大沉降量、沉降槽范圍之間的相互關(guān)系。進(jìn)一步研究指出，隧道的埋深與沉降槽之間的關(guān)系可由下式來(lái)描述：
i／R：k*(H/D)n
式中：R／D為隧道的半徑／直徑，H為隧道的埋深，I為隧道軸線到地表沉降槽的距離，k與n為與地層土力學(xué)性質(zhì)及施工因素有關(guān)常數(shù)。
大量的研究提出，在含水塑性粘土中，上式中的K=1，而n=0．8，即可簡(jiǎn)化為：
i／R=(1-IYl))0．8
4 地面載荷
隧道上部酌載荷與地層位移的關(guān)系可用穩(wěn)定系數(shù)來(lái)表述：
Ns=(σz－σt)/Cu (1－4)
式中：σz隧道中心埋深處的總壓力，σr為隧道支護(hù)壓力，
C,u為土體不排水抗剪強(qiáng)度。
上海地區(qū)盾構(gòu)法隧道的實(shí)踐表明，在飽和含水的塑性粘土中，盾構(gòu)掘進(jìn)引起的地層沉降， 隨穩(wěn)定系數(shù)的增加而增大。當(dāng)Ns<2時(shí)，地層位移較小。Ns=2-4時(shí)，地層的位移將對(duì)鄰近 (地下)構(gòu)筑物產(chǎn)生影響。而Ns=4-6時(shí)，盾構(gòu)掘進(jìn)將會(huì)產(chǎn)生較大的地層位移。
4．1 盾構(gòu)掘進(jìn)引起地層位移的機(jī)理
盾構(gòu)掘進(jìn)所引起的土體變形主要成因有：掘進(jìn)引起的地層損失、地層原始應(yīng)力的變化、土體的蠕變、擾動(dòng)土體的固結(jié)、襯砌結(jié)構(gòu)的變形等。因此土體位移場(chǎng)中任意點(diǎn)的位移可表示為：
δ=δ1+δ2+δ3+δ4+δ5
式中：
δ：土體的總位移；
δ1地層損失所造成的位移；
δ2地層應(yīng)力改變所引起的位移；
δ3土體固結(jié)與蠕變形成的位移；
δ4襯砌結(jié)構(gòu)變形所造成的位移；
δ5其他因素引起的位移；
地層損失引起的地層位移
地層損失是指盾構(gòu)掘進(jìn)中實(shí)際開(kāi)挖土體的體積和隧道體積(含隧道外圍注漿體體積)之 差。劉建航院士提出：盾構(gòu)掘進(jìn)中的施工工藝是造成地層損失的主要因素。
開(kāi)挖面的土體移動(dòng)
盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，開(kāi)挖面土體受到的水平應(yīng)力小于原始應(yīng)力，開(kāi)挖面土體則向盾構(gòu)內(nèi)移動(dòng)，引起地層損失從而導(dǎo)致盾構(gòu)上方地面沉降。反之正面土體則向上、向前移動(dòng)，引起負(fù)地層損失(欠挖)而導(dǎo)致盾構(gòu)上方土體的隆起。
盾構(gòu)在曲線掘進(jìn)糾偏時(shí)，實(shí)際開(kāi)挖斷面呈橢圓形，就會(huì)造成一定的地層損失。并且盾構(gòu)軸線與隧道軸線的夾角越大，則對(duì)土體的超挖量也越大，所造成的地層損失也越大。
注漿量的控制
同時(shí)是否及時(shí)注漿，也是造成地層損失的主要原因之一。盾構(gòu)在粘性土層中推進(jìn)時(shí)，盾尾后隧道外周所形成的空隙會(huì)有較大的增加，若不適時(shí)的增加注漿量，必然加大地層損失。
施工引起的地層損失主要有：1．正常的地層損失；2．不正常地層損失；3．災(zāi)害性的地層損失。其中不正常地層損失和災(zāi)害性地層損失可以通過(guò)控制施工質(zhì)量來(lái)減少。
初始應(yīng)力改變引起的地層位移
開(kāi)挖隧道其必然結(jié)果是導(dǎo)致圍巖介質(zhì)初始應(yīng)力的改變，并產(chǎn)生應(yīng)力重新分布和相應(yīng)的地層移動(dòng)。
土體固結(jié)與蠕變形成的地層位移
盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)的擠壓作用以及盾尾的壓漿等，使周圍地層形成超空隙水壓力區(qū)。超空隙水壓力將在一段時(shí)間內(nèi)消散復(fù)原，地層發(fā)生撐水固結(jié)變形，引起地層位移。同時(shí)土體受到擾動(dòng) 后，其骨架還將發(fā)生持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)的壓縮變形，在次土體蠕變過(guò)程中產(chǎn)生的地層沉降為次固結(jié)沉降。對(duì)于空隙比和靈敏度較高的軟塑和流塑性土層，蠕變所產(chǎn)生的次固結(jié)沉降往往要持續(xù)幾年，占總沉降量的比例有時(shí)可高達(dá)35％。
襯砌結(jié)構(gòu)變形引起的地層位移
襯砌結(jié)構(gòu)變引起地層位移的機(jī)理是，變形必然導(dǎo)致相應(yīng)的地層損失。襯砌結(jié)構(gòu)變形所引起的地層位移一般占地層總位移的比例較小。但當(dāng)隧道結(jié)構(gòu)尺寸較大時(shí)，所產(chǎn)生的地層損失將不可忽略。
其他因素引起的地層位移
除上述主要因素外，管片的滲漏水將會(huì)引起周圍土體空隙水壓力的下降，而導(dǎo)致土體固結(jié)產(chǎn)生地層位移；其次注漿材料凝固時(shí)收縮，使隧道與周圍土體之間產(chǎn)生間隙，也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的地層損失。
4．2 地層的后續(xù)沉降
地層后續(xù)沉降在總沉降量中的比例很高。后續(xù)沉降涉及土體的固結(jié)、隧道與土體的相互作用等問(wèn)題，目前尚無(wú)可直接運(yùn)用于工程實(shí)踐的理論研究。可運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中地層沉降的規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究，是現(xiàn)代巖土工程學(xué)重要的方法之一。
4．3 盾構(gòu)機(jī)正常推進(jìn)時(shí)土體的變形狀況
盾構(gòu)在粘性土層中掘進(jìn)，正常情況下的土體瞬時(shí)變形移動(dòng)(不包括土體的長(zhǎng)期沉降)如圖所示：
1．盾構(gòu)開(kāi)挖減小了土層的水平壓力，導(dǎo)致正面土體崩塌。土體向盾構(gòu)方向移動(dòng)。崩塌區(qū)域的取決于正面土壓力大小；
2．由于盾構(gòu)機(jī)殼與土體摩擦，導(dǎo)致盾構(gòu)側(cè)面的土體被向前擠壓；
3．盾構(gòu)正面地層的隆沉(正面土體崩塌區(qū)域以外)，取決于盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)土壓力；
4．盾尾處的地層下沉，由于管片脫離盾尾時(shí)的建筑空隙的產(chǎn)生，通過(guò)同步注漿加以控制；
5．土體變形沿隧道橫斷面方向的擴(kuò)展，約在盾構(gòu)下部向上仰角為45度的范圍內(nèi)。
盾構(gòu)推進(jìn)導(dǎo)致的土體水平位移
盾構(gòu)推進(jìn)改變了切口處土體的原始水平應(yīng)力，土體發(fā)生隆沉和水平位移；盾殼與土體之間的摩擦亦使土體產(chǎn)生水平位移；推進(jìn)時(shí)的地層損失造成土體卸荷，同樣導(dǎo)致土體發(fā)生水平位移。水平位移導(dǎo)致鄰近構(gòu)筑物承受水平荷載，因此，在盾構(gòu)穿越鄰近構(gòu)筑物時(shí)，須重視水平位移的影響。
水平位移的影響范圍
盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，水平位移的影響范圍為切口前方15m—20m。據(jù)國(guó)內(nèi)、外的一些資料表明， 盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)前方的擠壓影響范圍為2D—3D(D為盾構(gòu)的直徑)。
水平位移的后期變化
距盾構(gòu)較近的點(diǎn)，其水平位移的后期變化較小。而離盾構(gòu)有一定距離的點(diǎn)，土體水平位移的發(fā)展在一定的時(shí)間內(nèi)仍在繼續(xù)進(jìn)行。因?yàn)槎軜?gòu)在推進(jìn)時(shí)，由于盾構(gòu)殼體與土體之間的摩擦力，導(dǎo)致土體沿盾構(gòu)推進(jìn)方向位移。而距離盾構(gòu)推進(jìn)軸線較遠(yuǎn)時(shí)，這種水平位移不是瞬時(shí)完成，位移在土體中的傳遞需要一定的時(shí)間(延時(shí)效應(yīng))。
5 穿越施工組織與方案
5．1 在已建地鐵2＃線隧道內(nèi)安置自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
電子水平尺自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
盾構(gòu)穿越前，在地鐵2＃線隧道穿越影響區(qū)段內(nèi)布設(shè)電子水平尺自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)連接電纜將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控室，進(jìn)行實(shí)時(shí)、精確的監(jiān)測(cè)。
電子水平尺(ELBEAM)是美國(guó)SLOPEINDICATOR公司推出的測(cè)量物體傾斜(即兩點(diǎn)間 高差)的儀器，將它多個(gè)連用，就能監(jiān)測(cè)物體的不均勻沉降。
構(gòu)造：電水平尺的核心部分是一個(gè)電解質(zhì)傾斜傳感器(見(jiàn)圖)。它是利用電解質(zhì)來(lái)進(jìn)行水 平偏差(即傾斜角)測(cè)量的儀器，它的顯著特點(diǎn)是測(cè)角的靈敏度很高，可達(dá)1秒(相當(dāng)于在1米的直尺上由于兩端有10微米高差形成的傾角)，而且有極好的穩(wěn)定性。
電子水平尺自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備布置范圍：
首次穿越時(shí)，2＃線隧道上行線布設(shè)長(zhǎng)度為60m；下行線長(zhǎng)度為72m。第二次穿越時(shí)，上行線布設(shè)長(zhǎng)度為70m；下行線長(zhǎng)度為72m。電子水平尺首尾相接地安裝在整體道床上。由于本次電子水平尺布設(shè)的長(zhǎng)度的影響，實(shí)時(shí)沉降曲線的精度為0．3mm。
同時(shí)道床上單獨(dú)橫向布設(shè)了3—5支電子水平尺，監(jiān)測(cè)隧道內(nèi)兩軌道的橫向高差。
自動(dòng)監(jiān)控室與施工現(xiàn)場(chǎng)值班室之間的聯(lián)系方式：計(jì)算機(jī)通過(guò)局域網(wǎng)每隔5分鐘傳輸一組數(shù)據(jù)。
隧道變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
盾構(gòu)穿越前，地鐵2＃線隧道影響區(qū)段內(nèi)布設(shè)了巴賽特收斂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)隧道的橫斷面(圓度)變形進(jìn)行實(shí)時(shí)、精確的監(jiān)測(cè)。
巴賽特收斂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在本次穿越施工中作為輔助監(jiān)測(cè)措施。
隧道內(nèi)的人工監(jiān)測(cè)
在上述電子水平尺監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的隧道襯砌及道床上，布設(shè)了人工高程監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每24h1—2次，用于檢驗(yàn)和校核電子水平尺布實(shí)時(shí)沉降數(shù)據(jù)。
5．2 加密設(shè)置地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)，增加測(cè)量頻率
在穿越地鐵2＃線上方的世紀(jì)大道上布設(shè)二個(gè)沉降觀測(cè)斷面，軸線每5米布設(shè)一個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，同時(shí)監(jiān)測(cè)所有地面窨井。
穿越地鐵2＃線時(shí)4小時(shí)監(jiān)測(cè)一次，穿越初期為2小時(shí)一次。如遇變形超過(guò)報(bào)警值，將進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。
5．3 合理設(shè)置土壓力值，防止超挖和欠挖
盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，根據(jù)電水平尺可數(shù)據(jù)采集器和地面沉降監(jiān)測(cè)信息的反饋，及時(shí)調(diào)整土壓，從而科學(xué)合理地設(shè)置土壓力值及相宜的推進(jìn)速度等參數(shù)，防止超挖和欠挖，以減少對(duì)土體的擾動(dòng)。
5．4 穿越時(shí)降低推進(jìn)速度，嚴(yán)格控制盾構(gòu)方向，減少糾偏，特別是大量值糾偏
盾構(gòu)推進(jìn)速度對(duì)已建隧道的隆沉變形有明顯的影響。
盾構(gòu)推進(jìn)速度與土倉(cāng)正面土壓力、千斤頂推力、土體性質(zhì)等因素有關(guān)，一般應(yīng)綜合考慮。
穿越時(shí)的推進(jìn)速度一般為l0mm／min。過(guò)慢的推進(jìn)速度，將增加對(duì)土體的擾動(dòng)。
在穿越地鐵2＃線的推進(jìn)過(guò)程中，每50em測(cè)量一次盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)偏差，盡可能減少糾偏，特別是要杜絕大量值糾偏，從而保證盾構(gòu)機(jī)平穩(wěn)地從地鐵2＃線下方穿越。
5．5 穿越期間使用鉸接裝置
穿越區(qū)段隧道的平曲線線形為R379．851m。為減小對(duì)地層的擾動(dòng)，穿越地鐵2#線時(shí)，使用盾構(gòu)機(jī)的鉸接裝置。鉸接角的開(kāi)啟度為理論值的60％—80％。
5．6 穿越期間采用惰性漿液注漿及雙液補(bǔ)漿工藝，并確保注漿量
正在運(yùn)營(yíng)的上海地鐵2＃線是需重點(diǎn)保護(hù)的地下構(gòu)筑物。由于其保護(hù)要求較高，盾構(gòu)穿越后半年內(nèi)的累計(jì)沉降量小于5mm，因此須重視合理選用注漿工藝。
盾構(gòu)同步注漿采用惰性漿液，盾構(gòu)穿越后進(jìn)行雙液補(bǔ)注。
5．7 對(duì)詼區(qū)段二隧道間土體進(jìn)行雙液注漿加固
盾構(gòu)穿端后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求須對(duì)二隧道間土體進(jìn)行注漿加固。
根據(jù)二隧道的相對(duì)位置，選取不同部位的預(yù)留注漿孔注漿，加固注漿深度1．5米。依據(jù)2＃線內(nèi)的電水平監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)做到信息化施工。
5．8 對(duì)地鐵2＃線區(qū)間隧道實(shí)施長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)及跟蹤注漿
盾構(gòu)穿越后，對(duì)地鐵2＃線區(qū)間隧道實(shí)施長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行跟蹤注漿；半年內(nèi)的累計(jì)沉降不大于5mm，確保2＃線的正常運(yùn)營(yíng)。
5．9 信息化施工
在穿越施工過(guò)程中，貫徹信息化施工的原則，制定詳細(xì)的信息傳遞網(wǎng)絡(luò)。在穿越施工期 間，須以2＃線隧道內(nèi)部的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為主。
5．10 應(yīng)急予案
地鐵盾構(gòu)從已建地鐵2＃線隧道下方穿越，風(fēng)險(xiǎn)高，因此必須制定必要的應(yīng)急措施，在M4線隧道上方予設(shè)注漿管，必要時(shí)向隧道上方注漿。
5．11 科研攻關(guān)
在第二次穿越期間，我公司聯(lián)合上海市同濟(jì)大學(xué)成立了張楊路—浦電路區(qū)間隧道工程穿 越地鐵2＃線科研攻關(guān)小組。
測(cè)試的目的是分析不同推進(jìn)參數(shù)方案下土體孔隙水壓力變化及消散規(guī)律，為以后同類工 程施工積累經(jīng)驗(yàn)，目前此項(xiàng)仍在進(jìn)行。
原文出處：《城建集團(tuán)第三屆科技大會(huì)論文集》
