《上海轨道交通隧道结构安全性分析》.pdf

2011拄 地 下 工 程 与 隧 道 2011 第 4期 UNDERGR0UNDENGINEERINGANDYUNNELS No．4 上海轨道交通隧道结构安全性分析 王 口路 (上海申通地铁集团有限公司) 摘 要：隧道结构安全是地铁网络化运营安全的命脉，本文对上海地铁盾构隧道病害重大安全危险 因素、隧道横 向变形和纵向变形特征进行了详细的分析，针对各类重要病害提 出了治理方案，并对其 极限变形值进行 了探讨 。 关键词：隧道结构；地铁安全；纵向变形；横向变形；渗漏水；治理方案 截至2011年6月，上海轨道交通已建成 11条 开孔部位。纵缝、环缝、注浆孔及少数新产生裂缝 线，运营里程长达 430kni，运营车站达 284座，全网 渗漏水路径直接与隧道外部土层接触 ；而螺栓孔、 络实现了 “互联互通、一票换乘”，日客流量达550— 手孔等渗漏水是 由于隧道构造上的原因(与接缝相 680万人次，最大客流达 754万人次，预计 2011年 连)而产生的；其它部位发生的渗漏水及漏泥漏砂 全年客流将超过21．0亿人次。在轨道交通运营网 均由于与这些缝连接而发生的。 络中，地下线路的长度约 占全路网的70％，且 以盾 1．1．2 开裂损伤 构隧道结构形式为主，隧道结构的安全已成为地铁 隧道结构损伤主要表现形式为管片裂缝、管片 网络化运营的命脉。由于盾构隧道多缝特征，决定 缺角掉块、环与环之间或块与块之间产生较大错台 了若一环衬砌结构破损就可能导致一条或多条线 等。管片新开裂缝多发生在隧道施工期间，主要 由 路运营受到影响。这种风险特点明显符合 “木桶理 盾构推进施工时受力不均匀所致 。 论”，也就是说整条隧道安全取决于某一环衬砌的 1．1．3 变形 安全状态。保证地铁全网络安全的前提，就是必须 隧道变形一般包括纵向变形和横向变形。当 确保全部盾构隧道的安全 。 累计变形、不均匀变形坡度 以及变形速率等达到一 定程度时，就会引起隧道结构的安全问题。 1 盾构隧道结构病害及原因分析 除了上述 3类隧道病害外，还有一些潜在的重 隧道结构病害可以归类为3类 ：渗漏水，开裂损 大危险因素也会对隧道安全带来直接威胁或影响。 伤和纵横 向变形。这 3类病害一般 同时存在 ，相互 如旁通道排水管置于砂性土中的设计施工缺陷，地 影响，尤其是渗漏水与变形关系密切 。3类病害对 面段铺设整体道床而又未设桩基，隧道底部或全断 隧道最终影响体现在漏水和过大变形(纵向变形和 面位于砂性土层 中等 。 横向变形)两个方面。当发生水土流失就会引起隧 1．2 隧道病害的分布 道接缝间隙变大，继而加剧水土流失，从而形成恶 隧道病害分布有一定的规律性，一般集 中在 ：距 性循环，最终导致隧道结构失稳破坏。 离车站端头井外20～30环范围，旁通道或泵站两侧 1．1 隧道病害分类 各20环范围，平面小半径曲线段，高架 一地面一地下 1．1．1 渗漏水 过渡段，出入库线，地质条件较差区段，隧道发生相互 以 “缝”和 “孔”为渗漏途径的渗漏水。因管片 穿越施工段，保护区施工影响段，建设期间发生