佛山二号线下穿广州地铁运营隧道监测分析.docx

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佛山二号线下穿广州地铁运营隧道监测分析

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刘志锋

摘要：目前，各城市轨道交通迅速发展，新建线路下穿运营线路的情况越来越多。基于此，本文主要分析佛山二号线下穿广州地铁七号线入段线的变形情况并总结变形规律。结果表明，地铁穿越前后各个阶段隧道变形特征不相同，盾构下穿前既有隧道最大隆起量达到+2.6mm，穿越过程中下沉为+0.4mm，盾构通过后最大沉降为-2.03mm。

关键词：地铁;隧道;隆起量;最大沉降

：U456.3：A：1003-5168（2021）19-0066-03

Abstract：Atpresent，withtherapiddevelopmentofurbanrailtransit，therearemoreandmorenewlinespassingthroughoperationlines.Basedonthis，thispapermainlyanalyzedthedeformationofFoshanline2underGuangzhouMetroLine7，andsummarizedthedeformationlaw.Theresultsshowthatthedeformationcharacteristicsofthetunnelbeforeandaftersubwaycrossingaredifferent.Themaximumupliftoftheexistingtunnelbeforeshieldcrossingis+2.6mm，thesettlementduringcrossingis+0.4mm，andthemaximumsettlementaftershieldpassingis-2.03mm.

Keywords：subway;tunnel;uplift;maximumsettlement

目前，国内各大城市轨道交通发展非常迅速。随着各城市轨道交通线网的日益完善与加密，不同地铁线路之间相互交叉、相互穿越的情况越来越多[1]，新建城市轨道交通隧道不可避免地存在上跨或者下穿既有地铁隧道的现象。为确保盾构安全地上跨或下穿地铁运营线路，避免下穿过程中引起既有隧道变形过大或者结构开裂等病害[2]，需要在隧道下穿前后对既有隧道进行严密监测[3]。本文以佛山二号线下穿广州地铁七号线为例，利用仿真软件建立三维仿真模型，分析盾构下穿对既有线路的影响，预测在建地铁盾构隧道下穿运营地铁隧道的变形规律。

1工程概况

1.1项目概况

佛山地铁二号线一期工程林岳东站—广州南站区间（以下简称林广区间）的施工主要采用土压平衡式盾构机，从林岳东站出发，沿林岳大道南侧的空地向东敷设，下穿陈村水道和原西海咀泵站，之后盾构隧道转向东南方向，继续下穿广州地铁二号线和七号线隧道，剖面关系如图1所示，最后下穿石壁涌后沿石山大道南向东到达终点站广州南站。

林广区间施工以盾构法为主，部分区域采用明挖法施工，盾构区间全长共计1406.054m。佛山二号线在建隧道主要位于中风化砂岩地层。广州七号线既有隧道位于强风化岩层与中风化砂岩地层之间，既有隧道的地质条件普遍较好，便于控制盾构掘进过程导致的既有隧道变形[4]。拟建佛山地铁二号线右线隧道与既有广州地铁七号线入段线隧道的垂直方向净距离最小为8.5m，与广州地铁七号线出段线隧道的垂直方向净距离最小为8.3m。本项目林广区间下穿广州地铁七号线出入段线项目外部作业影响等级为一级[5]。

1.2三维模拟评估分析

本文通过有限元数值计算分析盾构隧道下穿施工对既有盾构隧道的变形影响，重点分析既有隧道的沉降变形和收敛变形[6]，以评估隧道结构的安全性。为方便计算，将有限元仿真分析模型地层根据地质钻孔资料进行简化。穿越隧道与既有地铁隧道接近程度为“非常接近”，从外部作业的工程影响分区判断，地铁隧道结构位于盾构下穿的“显著影响区”，综合判定该盾构下穿项目对地铁隧道结构的影响等级属于特级。根据《城市轨道交通既有结构保护技术规范》（DBJ/T15—120—2017），需要在施工过程中对既有运营地铁隧道进行自动化监测。

三维模拟分析结果表明：在建隧道下穿施工过程造成既有广州地铁七号线隧道结构的最大竖向位移为-2.89mm，最大收敛变形为外扩1.79mm。

2监测方法

本文采用的监测方法主要是静力水准自动化沉降监测和收敛自动化监测。

2.1静力水准自动化沉降监测

根据本项目特点，本文選用电容式静力水准仪。其配件主要有主体容器、PVC（PolyvinylChloride，聚氯乙烯）连通