近距离下穿既有隧道的盾构施工参数研究

的最小土压力与正常值 的比值 与距离既有隧道底 的问距 之 间近似 呈对 数关 系 ，如 图 ４所示 ，表 达式 为
一
０ ２ １ｈ＋ ０ ５ ． ３ｎ ．２
（） １
参 数 主要有 ［土仓 压力 、推进 速度 、注 浆压 力及 注 ７ ］ 浆量 （ 包括 同步 注浆 和 二 次 补 浆 ） 出土 量 等 ，其 、
近距 离下 穿既 有 隧道 的盾 构 施 工参 数研 究
孙 玉永 ，周顺 华 ，向 科 ，邹春 华
（．铜陵学院 土木建筑 系，安徽 铜陵 １ ２４ ０ ；２ ４ ０ ０ ．同济大学 交通运输工程学院 ，上海 ２ １０ ） ０ ８４
摘
要 ：采用数值模拟方法分析不 同埋深 的既有 隧道 下方土压 力分布规律 可知 ：既有隧道对 其下方土压力
作者简介 ：孙玉永 （ ９Ｏ ） １８ 一 ，男 ，河南新 乡人 ，讲师 ， 士。 博
第 １ 期
近距离下穿 既有 隧道 的盾构施 工参 数研究
杂 ，包 括逐 步 降低段 、保 持最 低 段 和逐 步 增加 段 ３
ｒ
ｌｌ 填土 ｒ ２２ 粉质黏土 淤泥质粉 质黏 土
部分。
謇
奋
距 两隧 道 中心 的间距 ／ ｍ
图 ３ 既有 隧 道 下 方 不 同 深 度 土 压 力 的 分 布 曲线
图 ２ 新建 隧道下穿 既有 隧道 剖面图 （ 单位 ：ｍ）
由计算 分析 得知 ，既 有隧 道下 方不 同深度 土体
２ 近距离下穿盾构施工参数合 理设定
盾 构推 进过程 中对 周 围环境 有 明显 影 响 的施 工
前方 和上方 的水 土压 力具有 明显 的相 关性 。由于 既
（ ６ ￣ １１ ４环 ） １１ １ ９ 。
的研究 相对较 少［ ］ ５ 。尤其 是 盾 构施 工 还 主要 依 赖 现场监 测数据 ，有 时会 因监 测信息 反馈 的滞 后而增
加对 既有隧道 的影 响或发生 工程事 故 。因此 ，如何 确定 近距 离下 穿时 的盾 构施 工参数 是迫切需 要解决
上海市 某盾构 隧道近距 离下 穿既有 隧道 的平面
表 １ 土 层 的 力 学 参 数
图如图 １所示 ，新 建隧道平 曲线最 小半径 Ｒ 一 。 ３ ９ ８ １ｍ，竖 曲线 最小 半 径 Ｒ。 ０ ４ ． ５ 一２ ０ ０ｍ，最 大 纵坡为 ２ ． ６ ｏ ９ ０ ０ ，该 工程 上行 线盾 构 机从 车 站推 出
中推进 速度 和 出土量对 地层 变形 的影 响是 通过改 变 土仓压 力来 实现 的Ｌ 。因此 ，以下 分析 主要 针对 土 ＿ ８ ］
其 中 ≤ １ ５ ． Ｄ。
仓 压力 和注 浆参 数 的合 理设 定展 开 。 根据现 有 的理论 分析 和现场 监测 可知 ［ ，盾 构 ｇ ］ 推进 过程 中土仓 压力 和注浆 压力 的设 定值 与开挖 面
区 盾 构 施 工 引 起 地 层 变 形 进 行 了 源自文库 价 值 的 研 究ｒ ］ ３ ，但 关于控制 盾 构近 接 施 工对 既 有 隧道 影 响
叠交 角度 同样 为 ４ 。 ０。隧道 交叠 的 投影 长 度上 行 线 约为 ４ （ １ ～ ２０环 ） 下 行 线 约 为 ４ ４ｍ ２ ３ ５ ， ０ ｍ
中图 分 类 号 ：Ｕ４ ５ ４ ５ ．３ 文 献标 识 码 ：Ａ
盾构 法 已成 为 软 土 地 区地 铁 施 工 的 最 常 用 方 法 ，但 由于 开挖面 支护压力 、建筑 空 隙 、注浆压 力 等影 响 ，盾构 法施工 不可避 免地会 对周 围地层产 生 扰动 ，引起 地层 变 形ｒ２。 目前 ，国 内外 对 软 土 地 １］ ．
２５ｍ 后 以 ４ 。 向下 穿越 运 营 中的既 有 隧 道 ；下 ５ ０斜 行 线盾构 机推进 方 向与上 行线 相反 ，与既 有隧道 的
收稿 日期 ：２ ０ —８２ ；修订 日期 ：２ ０ —６１ ０ ８０—５ ０ ９０ —７
基 金 项 目：上 海 市 申通公 司科 研 项 目 （ ８ ７４ ０１７）
第３卷， １ １ 第 期
２０ ｌ０年 １月
文章编号 ：ｌ Ｏ一６ ２（Ｏ Ｏ ｌ０ ５—５ Ｏ ｌ４３ ２ ｌ ）Ｏ 一０ ４０
中 国 铁 道 科 学
ＣＨ Ｉ ＮＡ ＲＡＩ Ｗ ＡＹ ＣＩ ＮＣＥ Ｌ Ｓ Ｅ
Ｖｏ ． １ Ｎｏ １ １３ ．
Ｊ ｎ ａｙ ０ ０ ａ ｕ ｒ ，２ １
的 问题 。
图 １ 新建隧道与既有 隧道平面 图
本文 结合上海 市某 区间 隧道近距 离下穿 既有 隧
既有 隧道位 于④ 层灰色 淤泥 质黏土 层 中，既有 隧道埋 深约 ８６ｍ，新 建隧 道位 于④层 灰色 淤 泥质 ． 黏土和 ⑤ 层 灰 色 黏 土 ，两 隧 道 最 小 净 间 距 仅 为
的横 向和深度影响范围均为隧道外直径的 １５倍 ，且 沿横 向分 为 ３个区域 ，即接 近既有 隧道 的逐步降低段 、穿 ．
越时保持最低位和穿出的逐步增加段 ；既有 隧道下方 最小土压力 与上覆土厚度 呈负指数关 系 ，与距离隧道底 的 间距呈对数关系。根据既有隧道下方土压力 的分布规律 ，提出近距离下穿既有隧道的盾构施工参数设定应 分为 ３ 个 区，并给出各区长度和施工参数建议 设定值 的计算公式 。结合某 隧道近距离下穿运 营中的既有隧道工程可知 ， 施工参数 的实测值与建议设定值吻合较好 ，且将既有隧道的竖向变形控制在 ５１１ 内。 Ｉ ＴＴ Ｉ 关键词 ：盾构隧道 ；下穿隧道 ；施工参数 ；土仓 压力 ；注浆参数
１ ２ ． ４ｍ，穿越 地 层 纵 断 面 如 图 ２所 示 。盾 构 下 穿
道工程 ，采用数 值 分析 和 现场 监 测 相结 合 的方法 ， 研 究软 土地 区盾 构隧道 近距离 下穿 既有隧道 施工参
数 的分 区设定方 法 。
区域 土层 的力学 参数 见表 １ 。
１ 工 程概 况