1.2 叠线盾构区间隧道技术现状
1.关于叠线区间隧道盾构法施工引起的周围地层位移及对策
朱卫平、胡珉、郭平[6]依据弹性理论提出了一个地面隆起变形公式,即提出了盾构隧道叠交施工引起的地面隆起变形公式,将该公式与地面沉降的派克(Peck)公式进行叠加,建立了盾构叠交隧道地层移动的数学模型,分析了黄浦江行人观光隧道掘进跨越上海地铁2号线时的地层移动,其计算结果与现场测试相符合。
安红刚、胡向东[7]在分析交叠隧道盾构法施工地表变形规律的基础上,采用进化神经网络建立了地表变形智能预测模型,由此预测盾构推进中下一步地表变形以便给变形控制提供依据。通过对上海地铁明珠二期交叠区间隧道上下行线施工地表变形的预测,表明进化智能预测具有较高精度,预测和实施的相关性系数达98%以上,从而论证了该方法的可行性和适用性。
廖少明、余炎[8]等人应用边界单元法对相邻隧道开挖过程中的三种典型叠交位置引起的地层位移场分布规律及相互影响进行了分析。分析结果表明:单条隧道开挖引起的地表最大沉降值出现在隧道轴线的正上方,而两左右或上下相邻隧道开挖的地表及土层内部的最大沉降值则出现在两隧道的纵轴线之间,且偏向上方埋深较浅的隧道。隧道开挖引起的地层深层与浅层变形趋势是一致的,但在两隧道轴线上方深层土体的沉降要远比浅层土体大。叠交隧道的埋深及其相对空间位置关系对土层的位移场有较大的影响。
2.关于叠线区间隧道盾构法施工相互影响分析
王明年、张晓军[9]等人依托深圳地铁3号线红岭中路~老街~晒布段区间重叠隧道工程进行研究,建立了能全面反映盾构隧道掘进全过程的三维模拟方法,并采用摩尔-库仑屈服准则对盾构隧道重叠段进行了横向近接分区,同时采用了位移变化速率准则对盾构隧道重叠段进行了纵向近接分区。
张海波、殷宗泽[10]等人以上海市轨道交通明珠线二期工程浦东南路站~南浦大桥站区间近距离叠交隧道盾构施工为研究对象,采用三维非线性有限元,对近距离叠交情况下后建隧道盾构施工引起老隧道衬砌的应力和变形进行了模拟,并研究了土层性质、隧道覆土厚度、隧道间相对位置、隧道间相对距离等因素与隧道间影响的关系。
赵军、李元海[11]以杭州地铁1号线文艮盾构区间的左、右线交叉重叠区间隧道为研究对象,采用FLAC3D进行模拟分析先上后下和先下后上两种施工工况引起的地表沉降与隧道上浮下沉情况,对两种施工工况引起的地表沉降横向影响范围、地表沉降的极值、先上后下施工上部隧道最终下沉量和先下后上施工下部隧道的最终上浮量进行了详细比较分析,得出交叉重叠隧道先下后上的施工工况。
其余还有李朋、徐海清、李振伟[4]依托武汉地铁2号线和4号线工程,针对4孔紧邻交叠隧道,采用三维有限元方法分析了隧道动态施工过程引起的地表变形规律以及后建隧道对已建隧道受力与变形的影响;潘秀明、雷崇红[12]以北京地铁8号线二期工程什刹海站~南锣鼓巷站区间盾构交叠段工程为背景,采用FLAC 3D数值分析方法,在确定了合理的地层损失率基础下,充分考虑了盾构管片、分步开挖等因素影响,分析预测了后建盾构隧道重叠施工对下方已建隧道的纵向和横向变形的影响;杨洪杰、吴惠明[13]以浦东南路站~南浦大桥站区间叠交隧道工程为例,详细分析了近距离叠交隧道施工中上行线和下行线的相互影响,对长距离叠交施工进行三维非线性有限元分析,主要对隧道推进过程中的周围土体的移动规律及地面沉降规律和因软土流变性而对盾构施工后土层和隧道变形的长期影响进行了深入研究。
3.关于叠线区间隧道盾构法施工技术
章慧健、仇文革[5]等人以深圳地铁3号线老街站~晒布路站区间重叠隧道工程为背景,采用三维有限元数值计算和室内离心模型试验相结合的手段,对上部隧道(后挖隧道)施工引起的下方已建隧道纵向变位进行了研究。当重叠隧道施工时,采用先下后上顺序施工时,后施工隧道对先建隧道是一种“卸载”作用,就此探讨了应对这种暂时纵向效应的对策措施,主要包括临时压重和临时支撑。
李华[14]就小间距叠交盾构隧道施工主要面临后建隧道对先建隧道结构的影响和因地表沉降叠加引发沉降过大两大问题提出了相应施工技术。采用了同步注浆和二次注浆相结合,从新增管片注浆孔内注浆加固,先建隧道内增加纵向连接槽钢或米字型钢支撑和信息化监测等施工控制技术措施。从施工效果来看,这些技术措施有效控制了管片的变形和地表沉降,达到预期效果。
另外,霍元盛[15]结合深圳地铁2号线东延线东黄区间盾构隧道重叠段采用夹层岩体注浆加固、自行台车同步支撑施工工艺及关键技术,可为同类工程提供参考;王志华[16]介绍了上海市轨道交通10号线工程10标段虹井路站~虹梅路站区间隧道盾构叠交穿越中间井施工技术,叠交段盾构3次进中间井、1次出中间井,采取深层搅拌桩、冻结、旋喷桩加固土体,保证盾构进、出洞安全顺利的施工技术,对今后类似工程有借鉴意义;周建钢[17]介绍了北京轨道交通建设首次在地铁6号线一期工程采用了叠落式盾构隧道技术方案,并成功实施,对叠落式盾构隧道施工中的重要施工控制技术和关键施工工艺进行了初步探索和阐述。