上海地铁2号线盾构法隧道施工综述.doc

上海地铁2号线盾构法隧道施工综述 　 摘 要? 本文以上海地铁二号线工程为背景，介绍了盾构穿越地面密集建筑物及特殊地下管线等特殊技术措施，并针对隧道叠交工况提出了地面隆起变形计算公式，给出了隧道叠交穿越时地层移动的数学模型。关键词 地铁 盾构 建筑物 隧道 叠交 数学模型 1概述 1．1 工程概况 上海地铁2号线工程圆隧道部分西起中山公园站，东至龙东路站，双线(上、下行)全长24.122km，共设12座车站。全线横贯长宁、静安、黄浦及浦东新区，除浦东东方路以南大都为农田外，其余各段所处的市政环境为地面交通繁忙、建筑物密集及地下管线错综复杂，尤其是西段区间隧道在素有“中华第一街”之称的南京路地下穿越，施工难度很大。地铁2号线的建成，将与地铁1号线及轻轨明珠1号线构成上海地上与地下相结合的“申”字型高速有轨交通系统.见图1。 图1 地铁2号线总平面图 　 地铁2号线各区间隧道均采用盾构法施工，共使用10台φ6.34m土压平衡盾构。地铁区间隧道包括上行线和下行线各一条，隧道衬砌外径为6.2m，内径为5.5m，衬砌为预制钢筋混凝土管片，每环宽度1m，每环由封顶块(F)、邻接块(L1及L2)、标准块(B1 及B2)和落底块(D)6块管片拼装而成。除杨高路站～东方路站区间隧道外，两相邻管片的纵向、环向均采用M30螺栓连接，管片设计强度等级为C50，抗渗为S8，接缝防水采用水膨胀性橡胶和氯丁橡胶复合而成的弹性密封垫。? 1．2 工程地质 地铁2号线区间隧道，沿线主要穿越的地层有：灰色砂质粉土层，易发生流砂；灰色淤泥质粉质粘土层，饱和、流塑，属高压缩性土；灰色淤泥质粘土层，饱和、流塑～软塑、夹少量薄层粉砂，属高压缩性土；灰色粘土层，很湿、软塑～可塑、受扰动后沉降大，属高偏中压缩性土；灰色粉质土层，很湿、软塑、受扰动后沉降大、局部夹薄层粉砂，属中压缩性土。 1．3 施工技术难点 地铁2号线区间隧道盾构施工中需穿越很多密集型地面建筑物、地面交通干道及特殊地下管线，对环境的保护要求相当高。主要施工难点： ① 人民公园站～河南路站区间隧道施工中，盾构穿越营运中的地铁1号线； ② 杨高路站～东方路站区间隧道施工中，盾构穿越上游引水箱涵； ③ 静安寺站～石门一路站区间隧道施工中，盾构穿越名城广场地下室； ④ 陆家嘴路站～河南路站区间隧道施工中，盾构穿越全断面粉砂层。 针对上述区间隧道施工中所遇到的有关技术难点，采取了相应技术措施。 2盾构在动载条件下穿越地铁1号线施工技术 2．1 工程简况 人民公园站～河南路站区间隧道施工中，盾构出洞段需穿越营运中的地铁1号线区间隧道。盾构出洞后仅12m距离与地铁1号线隧道呈85°斜交，且1号线隧道底部与2号线隧道顶部间距仅为1m，隧道埋深达17.5m，见图2、图3。 图2 盾构穿越地铁1号线示意图(剖面) 图3 盾构穿越地铁1号线示意图(平面) 　 ① 地铁1号线隧道在2号线车站建造过程中已下沉12mm，其累计沉降量不能超过15mm。为此，盾构穿越1号线隧道时沉降必须控制在3mm以内； ② 地铁1号线隧道底部已采用多种方法进行加固，有双液浆、聚氨酯、旋喷注浆以及分层注浆等，其浆液呈非均匀分布状，导致盾构掘进时对隧道轴线的控制产生不稳定的因素； ③ 盾构出洞后即进入加固区，并受邻近商业建筑物以及地铁1号线隧道的影响，增加了施工参数准确设定的难度。 2．2 主要施工技术 ① 优化洞门混凝土吊除方案，缩短作业时间，减少正面土体的流失量。 ② 施工参数优化 ·土压力设定： p=rhtg2(45°-φ/2) 考虑到盾构出洞时，沿轴线纵向6m范围内采用深层搅拌桩已对土体进行了加固(加固强度达到0.7～0.8MPa)，因此出洞时的土压力设定为0.23MPa。 ·出土量控制：v=(1/4)πD2×1 (理论计算)=1/4×3.14×6.342×1=31.55m3 出土量控制在理论值的95%左右，即v=31.55×95%=30m3/环，保证盾构切口上方土体能微量隆起，以减小土体的后期沉降量。 ·掘进速度控制： 掘进速度控制在1cm/min。确保盾构比较匀速地穿越加固区，同时保证刀盘对加固土体进行充分切削。 ③ 加注发泡剂或水等润滑剂，减小刀盘所受扭矩，同时降低总推力。 ④ 加强对地铁1号线的监测，及时优化调整掘进施工的参数，做到信息化动态施工管理。采用高精度的连通管自动监测的方法，对地铁1号线隧道作加密监测。利用连通管对隧道的垂直变形作自动连续监测，每10min提供一组数据，并及时反馈到施工人员。另外，为监测地铁1号线隧道的径向变形，在上、下行线隧道内各装置了一个巴塞特——收敛系统量测环，其具有高分辨率、高精度(0.02mm)等优点，每个环布置10组测点。 ⑤ 合理控制注浆量，控制地铁1号线隧道以及地面的沉降。 盾构穿