盾构隧道斜交下穿南水北调暗涵影响研究.pdf
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1、市政工程建 筑 技 术 开 发76 Municipal EngineeringBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月盾构隧道斜交下穿南水北调暗涵影响研究孟庆杰,郭建斌,于浩亮(北京市建设工程安全质量监督总站,北京 101100)摘要 以北京地铁12号线为背景,针对四季青站远大路站区间盾构斜交下穿暗涵及其变形控制问题,数值分析手段展开下穿施工时暗涵及土体变形规律,并结合试验段展开监控量测及数据分析,以探讨基于盾构掘进参数控制的地表变形规律。经研究可知,盾构掌子面前方616 m处暗涵及土体受施工扰动较大,因此需要在两工程交叉处,沿盾构方向20 m
2、范围内强化监控量测,并依据监测结果及时做好变形控制;施工时土舱压力保持在理论计算值的1.171.23倍内土体较为稳定;相比掘进速度,注浆量对地层变形的影响更明显,故施工过程中应做好注浆量控制。关键词 盾构隧道;暗涵;斜交下穿;掘进参数 中图分类号TU 9 文献标志码A 文章编号1001-523X(2023)08-0076-04RESEARCH ON THE INFLUENCE OF SHIELD TUNNELING ON BURIED CULVERT OF SOUTH-TO-NORTH WATER DIVERSIONMeng Qing-jie,Guo Jian-bin,Yu Hao-liang
3、 AbstractTaking Beijing Subway Line 12 as the background,aiming at the problem of shield oblique underpass culvert and its deformation control between Sijiqing Station and Yuanda Road Station,numerical analysis method is used to expand the deformation law of culvert and soil during underpass constru
4、ction,and monitoring measurement and data analysis are carried out in combination with the test section to explore the ground deformation law based on the control of shield tunneling parameters.After research,it can be concluded that the hidden culvert and soil in front of the shield tunnel face 6-1
5、6 meters are greatly disturbed by construction.Therefore,it is necessary to strengthen monitoring and measurement within 20 meters along the direction of the shield tunnel at the intersection of the two projects,and timely carry out deformation control based on the monitoring results;during construc
6、tion,the soil pressure in the soil silo is maintained within 1.17-1.23 times the theoretical calculation value,and the soil is relatively stable;compared to the excavation speed,the impact of grouting amount on formation deformation is more significant,so grouting amount control should be done well
7、during the construction process.Keywordsshield tunnel;buried culvert;skew under-passing;displacement control1 工程概况北京地铁某线四季青站远大路站区间盾构隧道斜交下穿南水北调西四环暗涵,平面交角约为63,隧道与暗涵的关系如图1(b)所示。12号线四季青站-远大路站区间隧道埋深约为25.7 m,西四环暗涵是南水北调工程北京段末端的控制性工程,埋深约为9.5 m,两工程结构净距为10.5 m。地层自上向下依次是杂填土、细中砂、粉质粘土层、卵石层、卵石层,区间主要穿越卵石层、粉质粘土层。收稿
8、日期:20230224作者简介:孟庆杰(1983),男,内蒙古赤峰人,工程师,主要研究方向为轨道交通建设的安全质量监督。趋势。参考文献1 骆建军,张顶立,王梦恕,等.地铁施工对邻近建筑物安全风险管理J.岩土力学.2007,28(7):14771482.2 王立军,许俊伟.地铁盾构隧道下穿既有桥梁异形板区沉降控制综合技术J.隧道建设.2011,31(2):220227.3 吕高峰,魏庆朝.地铁双线隧道施工对其穿越桥梁安全性分析J.北京交通大学学报(自然科学版).2008,32(4):103107.4 王占生,张顶立.浅埋暗挖隧道近距下穿既有地铁的关键技术J.岩石力学与工程学报.2007(S2):
9、42084214.5 张晓丽,张顶立,王梦恕.既有地铁注浆抬升合理位置的确定J.岩土工程学报,2008,30(5):712717.6 霍军帅,王炳龙,周顺华.地铁盾构隧道下穿城际铁路地基加固方案安全性分析J.中国铁道科学.2011,32(5):7177.7 韩煊,刘赪炜,Rstanding Jamie.隧道下穿既有线的案例分析与沉降分析方法J.土木工程学报.2012,45(1):134141.8 黄腾,张书丰,陶建岳.地铁盾构隧道下穿公路隧道安全监控的研究J.工程勘察,2004(2):6062.9 冯阵图,史鹏飞,蒋曼,等.盾构切桩下穿复合地基对砌体房屋基础沉降影响数值模拟研究J.工程勘察,2
10、021,49(9):713.772 施工过程有限元分析在采用“刚度迁移法”模拟盾构机向前掘进的过程中,假定土舱压力和千斤顶推力均为均布力,分别取200 kPa和300 kPa。同步注浆压力和二次深孔注浆压力为200 kPa和300 kPa。每开挖步钝化3.6 m的土体单元。为减少边界约束效应的影响,整体模型x向取80 m,y向取50 m,z向取72 m。整体计算模型,如图1(a)所示。上表面为自由面,无约束;下表面和4个侧面只有法向约束,其余方向无约束。y=36 m地表检测断面50 m72 m80 m盾构隧道暗涌(a)z-Xy-Xy-Dz-D暗涵二次衬砌拱顶监测断面右线盾构隧道左线盾构隧道东侧
11、暗涵西侧暗涵(b)图1 整体模型示意(a)整体计算模型;(b)隧道与暗涵的位置关系假定土体为均质土层,土体本构模型采用摩尔库仑模型。盾壳、管片、暗涵二次衬砌均采用线弹性模型。盾壳采用板单元,土体和二次衬砌均采用实体单元。模型材料赋值,见表1。表1 材料物理力学参数构件重度/(kN/m3)弹性模量/MPa泊松比粘聚力/kPa内摩擦角/()杂填土20.56100.423136卵石191000.351440暗涵二次衬砌2534 5000.17管片C502534 5000.17盾壳78.5210 0000.30注浆层251500.30二次深孔注浆251000.303 有限元计算结果分析3.1 地表沉降
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