盾構(gòu)并行穿越施工對既有隧道影響分析與關(guān)鍵技術(shù)

劉慶豐,吳 劍,劉 凱

(1.中鐵開發(fā)投資集團有限公司，昆明 650118；2.中鐵西南科學(xué)研究院有限公司，成都 611731)

隨著城市地鐵修建規(guī)模的不斷擴大，大量的地鐵線路會在城市的中心地帶布設(shè)，這些地方周圍路網(wǎng)密集，因而在修建過程中不可避免地出現(xiàn)擬建地鐵交叉穿越既有地鐵線路的情況，這樣就會使既有線路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和附加變形，對其產(chǎn)生不利的影響。為減少對既有線路結(jié)構(gòu)造成的干擾，有必要對既有線路受近接隧道施工的影響情況進行科學(xué)評估和合理預(yù)判，并采取相應(yīng)措施以確保既有線路的正常運營和擬建線路的順利施工。

目前，許多學(xué)者針對盾構(gòu)隧道上下交叉近接施工的情況進行了研究。方勇等[1]利用數(shù)值模擬說明了新建盾構(gòu)隧道會使既有隧道產(chǎn)生不均勻沉降，同時也產(chǎn)生不均勻側(cè)移和扭轉(zhuǎn)，并指出對稱面上變形最為明顯；陳俊林[2]以新建地鐵區(qū)間下穿北京地鐵4號線為工程背景，研究了不同凈距對既有隧道的影響程度，并據(jù)此提出最大凈距限值作為安全距離參考標準；周明亮[3]利用有限元對上海某區(qū)間上下交叉盾構(gòu)隧道進行研究，指出對地層進行注漿加固能有效控制盾構(gòu)前期地層變形；楊春山等[4]依托廣州某交叉盾構(gòu)隧道工程，通過有限元模擬得出盾構(gòu)掘進對既有運營隧道位移影響規(guī)律，并得到管片張開量主要影響區(qū)域；孫志崗[5]利用有限元的方法就近接隧道施工的力學(xué)行為和施工對策進行了研究，并提出了相應(yīng)施工優(yōu)化方案以確保盾構(gòu)的順利掘進；周建軍等[6]通過有限差分數(shù)值計算研究了兩盾構(gòu)隧道以不同交角疊交施工對地層變形的影響規(guī)律；吳金立等[7]針對深圳地鐵9號線下穿既有4號線工程存在的風(fēng)險問題，通過數(shù)值模擬、現(xiàn)場監(jiān)測及理論分析等方法研究得出了一套技術(shù)措施；范曉真等[8]基于ABAQUS分析了小凈距交叉隧道施工擾動規(guī)律，并據(jù)此得出了最優(yōu)的施工順序；黃俐等[9]分析了北京地鐵6號線施工過程中突出風(fēng)險事件，并提出了相應(yīng)的風(fēng)險控制措施。魏綱等[10]基于Pasternak模型分析得到了盾構(gòu)隧道施工先后穿越既有管線的變形規(guī)律，并進一步分析了不同因素的影響情況。目前，前人研究多是基于盾構(gòu)左右并行穿越既有區(qū)間的情況，而對于新建盾構(gòu)隧道以上下并行方式下穿既有區(qū)間的研究較少。對此，依托昆明軌道交通4號線上下并行下穿既有軌道交通2號線工程，采用數(shù)值分析和試驗監(jiān)測的方法分析對既有線路結(jié)構(gòu)的影響，總結(jié)相關(guān)的盾構(gòu)近接施工關(guān)鍵技術(shù)，以確保既有線路安全和擬建隧道的順利進行，同時也為中外類似工程提供借鑒和參考依據(jù)。

1 工程概況

昆明軌道交通4號線小菜園站—火車北站區(qū)間于YDK9+885～YDK9+915里程以上下重疊(左上右下)的方式下穿昆明軌道交通2號線(已運營)，南側(cè)是上下疊落的昆明地鐵5號線昆明北站—圓通公園站區(qū)間，并晚于4號線小菜園站—火車北站區(qū)間施工。各個線路之間的位置關(guān)系如圖1所示。

圖1 新建隧道與既有區(qū)間隧道位置關(guān)系Fig.1 Location relationship between new tunnel and existing tunnel

在2號線與4號線交叉區(qū)域內(nèi)，4號線左線隧頂距2號線右線隧底最大3.877 m，距2號線左線隧底最小3.516 m，4號線左右線兩線之間的豎向距離為1.8 m，4、5號線重疊隧道在下穿2號線段平面水平凈距約7.59 m。隧道采用通用環(huán)類型管片襯砌，隧道內(nèi)徑5 500 mm，管片幅寬1 200 mm，厚度350 mm。下穿范圍埋深21～29 m，基本位于中密和稍密的礫砂層中，局部夾雜可塑粉質(zhì)黏土和稍密粉土，工程地質(zhì)條件較差。

2 施工方案確定

根據(jù)《城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全保護技術(shù)規(guī)范》(CJJT/T 202—2013)，從接近程度判斷，軌道交通4號線盾構(gòu)隧道與軌道交通2號線結(jié)構(gòu)的相對凈距為 3.5 m<1.0D(D為盾構(gòu)法軌道交通結(jié)構(gòu)的隧道外徑)，屬于非常接近，因此昆明市軌道交通 4號線小—火區(qū)間的下穿施工可能會對軌道交通2號線盾構(gòu)隧道造成不利影響，為此確定合理的施工方案很有必要。現(xiàn)采用FLAC3D有限差分數(shù)值模擬來探討“先淺后深”和“先深后淺”兩種施工方案的差異，根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果進行擇優(yōu)選取，以保證現(xiàn)場施工對既有結(jié)構(gòu)以及周圍地層的影響在可控范圍內(nèi)。

2.1 盾構(gòu)施工模擬

在FLAC3D程序中，通常采用空單元法和剛度遷移法來實現(xiàn)盾構(gòu)的掘進過程模擬。對盾構(gòu)掘進全過程進行三維數(shù)值模擬過程中，大部分重要環(huán)節(jié)將被考慮，以盡可能地模擬出盾構(gòu)施工對地層的擾動，包括以下環(huán)節(jié)[8,11-12]。

2.1.1 盾構(gòu)機的模擬

盾構(gòu)機在隧道開挖過程中起到的作用主要包括掘削面支護壓力平衡、盾構(gòu)機殼體剛性支護、超挖及推進反力影響等。計算中將盾構(gòu)掌子面土體鈍化，施加掌子面推力，激活盾殼，按每1.2 m一個開挖步考慮。

2.1.2 盾尾空隙的模擬

盾尾空隙是引起周圍地層移動的主要因素，對盾尾空隙的模擬包括臨空面的產(chǎn)生、漿液的注入、漿液壓力的耗散與漿壓硬化等。計算中落后掌子面7個開挖步(盾殼按8.4 m長考慮)鈍化一環(huán)盾殼，激活等代層，以模擬盾尾脫出。

2.1.3 管片與注漿層的模擬

管片襯砌在注漿層硬化后產(chǎn)生支護作用。計算中落后掌子面9個開挖步激活盾構(gòu)管片，并施加注漿壓力，在落后掌子面11個開挖步處提高加固圈參數(shù)，模擬注漿層硬化的時效特性。

2.2 計算模型及參數(shù)

數(shù)值計算選取線路十字交叉處的一段進行模擬分析。為簡化，交叉線路交角近似為90°，不考慮線路的曲率，地鐵車站只考慮部分主體結(jié)構(gòu)。模型整體尺寸為長×寬×高=140 m×140 m×50 m，如圖2所示。模型四周施加法向位移約束，頂部為自由面。本構(gòu)關(guān)系采用Mohr-Coulomb理想彈塑性模型，盾構(gòu)穿越地層主要為中密和稍密的礫砂層，地層物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。

圖2 三維有限差分模型建立Fig.2 Establishment of a three-dimensional finite difference model

表1 地層物理力學(xué)計算參數(shù)Table 1 Physical and mechanical calculation parameters of formation

盾構(gòu)隧道開挖直徑為6.2 m，盾尾空隙采用厚度0.2 m，均質(zhì)彈性的等代層進行模擬[13]，盾構(gòu)管片引入剛度折減系數(shù)0.8以模擬環(huán)間接縫效應(yīng)，材料物理力學(xué)參數(shù)如表2所示。

2.3 計算工況及控制標準

按照4號線左線及右線先后施工順序，共設(shè)置4種工況，設(shè)置情況如表3所示。

表2 材料物理力學(xué)計算參數(shù)Table 2 Physical and mechanical calculation parameters of materials

表3 計算工況表Table 3 Calculating conditions

根據(jù)《城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全保護技術(shù)規(guī)范》(CJJ/T 202—2013)，對既有線軌道橫向高差的限值為4 mm，對軌間距的限值為-4～6 mm。

2.4 結(jié)果分析

通過分析隧道施工引起的地表位移對比不同施工順序?qū)Φ貙拥臄_動程度，并根據(jù)結(jié)構(gòu)最大位移結(jié)果來對比不同工況時對既有線路及車站的影響程度。

2.4.1 地表位移

為使計算結(jié)果具有代表性，在橫斷面分析中選取模型中間斷面(x=0對應(yīng)的斷面，即2號線等分面)，而在縱斷面分析中取4號線正上方斷面(y=55對應(yīng)的斷面)作為考察斷面進行分析，同時每種工況取中間步(掘進至與2號線區(qū)間中心線交叉斷面處)以直觀反映開挖引起的縱向三維空間效應(yīng)。施工階段引起的地表沉降(隆起)如圖3、圖4所示。

圖3 橫斷面地表沉降曲線Fig.3 Surface subsidence curve of cross section

從整體來看地表的橫向變形分布，最大變形位置均位于4號線拱頂正上方位置，同時，位于兩側(cè)地表的沉降不等，土體的分布并不對稱，這是由于車站先開挖造成土體擾動，引起區(qū)間附近的土體松動，導(dǎo)致4號線在2號線區(qū)間下方掘進所引起的兩側(cè)位移不等，同時說明地下結(jié)構(gòu)物在一定程度上能對地層起到加固的作用，能減少地表變形[14]。“先深后淺”工法最終引起的橫向最大地表沉降為 1.69 mm，“先淺后深”工法最終的橫向最大地表沉降為1.76 mm。

而對于地表的縱向變形分布，在盾構(gòu)掘進至既有區(qū)間中心線交叉斷面處時，沿著隧道縱斷面方向地表變形變化的總體趨勢大致符合“前高后低”，而盾構(gòu)貫通后總體趨勢大致符合前低后高，這是由于盾構(gòu)推進正面壓力的影響盾構(gòu)機切口前方的土體有隆起趨勢，而在盾構(gòu)機后方，由于盾構(gòu)姿態(tài)的改變、盾尾空隙引起的地層損失以及盾構(gòu)推進時對土體的擾動而導(dǎo)致地面有沉降趨勢。沉降量取得最大值位置均為開挖的初始階段，即曲線的前段。

2.4.2 軌道變形

軌道的平順性直接關(guān)系到地鐵2號線運營穩(wěn)定性和安全性，其評判標準主要是軌道的不均勻變形(反映為軌道間距變化、軌道橫向高差變化量)。為此提取不同工況下2號線左右兩線交叉斷面處軌道位置水平以及豎向位移差與施工步之間的關(guān)系曲線，如圖5、圖6所示。

圖5 “先深后淺” 軌道不均勻變形Fig.5 Uneven deformation of orbit at “depth before shallowness”

圖6 “先淺后深” 軌道不均勻變形Fig.6 Uneven deformation of orbit at “shallowness before depth”

從圖5、圖6可知，由于盾構(gòu)掘進到達左右兩線時間不同，左線相較于右線有一定滯后，分布規(guī)律和趨勢大體一致，二者峰值出現(xiàn)在上線盾構(gòu)掘進至既有隧道正下方附近。就軌間距量值而言，“先深后淺”最大軌間距偏移為-0.001 8 mm，“先淺后深”最大軌間距偏移為-0.002 4 mm；對于軌道橫向高差，“先深后淺”最大軌道橫向高差為-0.015 6 mm，“先淺后深”最大軌道橫向高差為-0.018 1 mm，均遠小于限定值，由此可判定盾構(gòu)近接施工對軌間距以及軌道橫向高差的影響很小。

2.4.3 既有區(qū)間及車站位移變化

地鐵盾構(gòu)隧道施工會使地層以及在鄰近地層既有線路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的變形和位移，一旦開挖不當還有可能對構(gòu)筑物造成破壞，故需要對構(gòu)筑物在近接施工影響下的變形趨勢進行評估。既有線區(qū)間隧道以及車站在下穿隧道施工完成后的位移如圖7、圖8所示。

圖7 “先深后淺”位移云圖Fig.7 Displacement nephogram at “depth before shallowness”

圖8 “先淺后深”位移云圖Fig.8 Displacement nephogram at “shallowness before depth”

從圖7、圖8中可以看出，管片在近接影響區(qū)域內(nèi)的變形最大，位移大小約為1.94 mm。而由于車站距新建隧道較遠(27 m)，整體變形較小，峰值約為0.56 mm，位于端頭井上方區(qū)域。整體而言，昆明軌道交通 4 號線盾構(gòu)隧道施工誘發(fā)上方軌道交通2號線區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的位移量較小，對車站結(jié)構(gòu)的影響相對可控。

2.4.4 工序選定

將兩種工序各項計算結(jié)果如表4所示。對比“先深后淺”和“先淺后深”兩種工序可以發(fā)現(xiàn)，前者各項位移均要小于后者，根據(jù)數(shù)值模擬計算結(jié)果，建議先進行4號線下隧道右線的掘進施工，再進行4號線上隧道左線的掘進施工。下隧道掘進完成后，在2號線隧道內(nèi)設(shè)置臨時支撐對其管片內(nèi)支撐加固，同時在下隧道洞內(nèi)反復(fù)注漿加固，通過設(shè)置長短結(jié)合的注漿管，將4號線上隧道與2號線隧道下方地層進行加固，使得4號線掘進范圍內(nèi)地層有效改良，故采用“先深后淺”的施工順序，第一能有效減小2號線下隧道地層擾動，第二能創(chuàng)造對4號線上隧道掘進地層加固的條件，是較為安全、合理的施工順序。

表4 計算結(jié)果匯總Table 4 Calculation results

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 盾構(gòu)隧道下穿施工控制技術(shù)

根據(jù)工序選定結(jié)果，現(xiàn)場施工按左線隧道和右線隧道兩階段進行。為了保證既有2號線區(qū)間以及車站的運營安全，有必要對4號線的施工進行控制和優(yōu)化。

3.1.1 掘進參數(shù)控制

在下穿2號線前應(yīng)綜合利用數(shù)據(jù)分析盾構(gòu)掘進參數(shù)，以保證在下穿2號線時盾構(gòu)機能夠以最合理、正確的參數(shù)進行掘進作業(yè)。故依據(jù)地質(zhì)水文、隧道結(jié)構(gòu)形式設(shè)計的相似性為主要原則，設(shè)置了相應(yīng)的試驗段來調(diào)試盾構(gòu)掘進參數(shù)并不斷驗證其合理性。根據(jù)試驗段1 020～1 070環(huán)的測試結(jié)果(圖9)，最終將下穿2號線段掘進參數(shù)控制如下：土倉壓力以260 kPa左右為宜，盾構(gòu)推力以22 500 kN 左右為宜，并在施工中嚴格控制注漿量，這樣便可保證倉內(nèi)壓力正常、平穩(wěn)，盾構(gòu)姿態(tài)良好，且對地層擾動較小。

出土量管理是盾構(gòu)掘進的根本，因此試驗段采用質(zhì)量和體積兩個指標控制出土率，結(jié)合試驗段地表監(jiān)測數(shù)據(jù)及深層多點位移數(shù)據(jù)分析，實際出土量控制在43～45 m3，質(zhì)量控制在72～77 t，以維持一定土壓力，從而使沉降量控制在最小范圍內(nèi)。

圖9 試驗段掘進參數(shù)變化曲線Fig.9 Variation curve of tunneling parameters in the test segment

3.1.2 克泥效工藝

克泥效工藝是從日本引進的，具體而言是通過從盾構(gòu)機中盾位置的徑向孔處同步注入克泥效(由黏土性質(zhì)的泥漿與水玻璃按一定比例混合而成的高黏度塑性膠化體)，以達到控制地層變形的目的(現(xiàn)場設(shè)備如圖10所示)，該工藝經(jīng)北京地鐵14號線阜通西站—望京站[15]、深圳地鐵梅村站—上梅林站[4]等區(qū)間的使用，取得了較為理想的效果。但是目前多數(shù)工程對于克泥效的使用主要參照以往的工程經(jīng)驗，而針對克泥效抑制地層變形效果的系統(tǒng)性研究還比較少，即缺乏現(xiàn)場試驗的支撐。基于此，本工程設(shè)置了克泥效試驗段，對不同的克泥效工法區(qū)段進行對比分析，如圖11所示，以評估克泥效工法在本工程中的適用性以及抑制地層變形的效果。

圖10 現(xiàn)場克泥效設(shè)備示意圖Fig.10 Schematic diagram of on-site clay shock method device

(1) 第1 037環(huán)(未使用克泥效)地中位移情況圖。圖11(a)為1 037環(huán)多點位移計的監(jiān)測結(jié)果，埋深29.5 m測點位于隧道正上方3.5 m，間距相當于左線與2號線的凈距，未使用克泥效工藝時，右線施工引起的該點沉降值最終穩(wěn)定在5.59 mm左右；埋深21.5 m測點位于隧道頂部正上方的11.5 m處，間距相當于右線與2號線的凈距，未使用克泥效工藝時，右線施工引起的該點沉降值最終穩(wěn)定在3.9 mm左右。

(2)第1 055環(huán)(使用克泥效)地中位移情況。圖11(b)為1 055環(huán)多點位移計的監(jiān)測結(jié)果，在盾構(gòu)機接近測試斷面時，地層發(fā)生一定程度的沉降；當盾尾脫出后，由于同步注漿的影響，地層有輕微的隆起趨勢；盾尾離開一定距離后，監(jiān)測斷面發(fā)生工后沉降，由于克泥效工藝的使用，工后沉降顯著減小。埋深為29.5 m的測點最終沉降值為 2.53 mm，埋深為21.5 m的測點最終沉降值為2.03 mm。

(3)第1 090環(huán)地中位移情況。圖11(c)為1 090環(huán)多點位移計的監(jiān)測結(jié)果，該段采用克泥效工藝，并加大了克泥效用量，由圖可知埋深為29.5 m的測點最終沉降值為1.79 mm，埋深為21.5 m的測點最終沉降值為1.43 mm。

圖11 克泥效試驗段位移計監(jiān)測結(jié)果Fig.11 Monitoring results of displacement meter in clay shock method test section

通過試驗結(jié)果(圖11)可知，采用克泥效工藝能夠有效減小地層的變形，效果隨著克泥效用量的增加而增加，可分析得出克泥效工藝主要有兩方面的作用：一是及時填充盾構(gòu)施工過程中由于刀盤超挖造成的盾體與土體之間的空隙，可以達到填充和止水的目的，直接減少由于土層損失而引起的沉降量。二是起到隔離前部土倉掘進壓力和盾尾同步注漿的壓力的作用，并在開挖表面形成泥膜，保護同步注漿質(zhì)量，輔助控制盾構(gòu)通過后的后續(xù)沉降量。因此建議在下穿2號線區(qū)間采用克泥效工藝，來減少對地層的擾動，進而控制對既有線路結(jié)構(gòu)的影響，以保障線路的正常運營。

3.2 現(xiàn)場自動化監(jiān)測

3.2.1 監(jiān)測方案

下穿時2號線隧道內(nèi)采用隧道內(nèi)自動監(jiān)測儀實時監(jiān)測位移變化情況，以直觀反映盾構(gòu)掘進對2號線的影響，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整盾構(gòu)掘進參數(shù)。現(xiàn)場沿隧道方向每隔6 m 設(shè)置一個監(jiān)測斷面，布設(shè)20個斷面(雙線40個，單線長約120 m)，每個監(jiān)測斷面布設(shè)觀測點3個，分別布設(shè)在地鐵軌道下方，隧道結(jié)構(gòu)兩側(cè)等關(guān)鍵部位，斷面監(jiān)測點布置如圖12所示。

DM表示斷面圖12 變形監(jiān)測點斷面布置示意圖Fig.12 Layout of deformation monitoring points

以昆明市軌道交通4號線工程高程系統(tǒng)為基準建立水準監(jiān)測網(wǎng)，實時監(jiān)控地面位移情況，需要說明的是，由于地面建筑物的關(guān)系，部分監(jiān)測點無法在地面布置。監(jiān)測點主要沿4號線線路中心縱向布置，間距為5 m，并在與2號線兩側(cè)40 m范圍內(nèi)橫向布置若干測點，間距5～10 m。地表監(jiān)測點布置情況如圖13所示。

A、B、C為地表監(jiān)測點測線編號圖13 地面監(jiān)測點布置示意圖Fig.13 Layout of ground monitoring points

3.2.2 監(jiān)測結(jié)果分析

目前4號線盾構(gòu)下(右)線已完成下穿段的掘進工作，而上線下穿段還未開始掘進。監(jiān)測階段對應(yīng)實際施工階段，取既有盾構(gòu)隧道監(jiān)測結(jié)果和地表沉降監(jiān)測結(jié)果進行分析。

(1)2號線區(qū)間監(jiān)測結(jié)果：圖14(a)為4號線右線下穿施工期間2號線左線交叉斷面右邊墻處DM11-1測點豎向位移監(jiān)測曲線，圖14(b)為數(shù)值模擬中對應(yīng)測點的豎向位移隨施工步變化曲線。

圖14 DM11-1豎向位移時程對比曲線Fig.14 Contrast curve of vertical displacement at DM11-1

由圖14可以看到，在盾構(gòu)掘進到DM11-1測點所在斷面前后時豎向位移表現(xiàn)為隆起，最大隆起量約為0.3 mm，這是由于土倉壓力對掘進面前方土層的頂推作用所導(dǎo)致。在盾構(gòu)通過后由隆起逐漸變?yōu)槌两担诙軜?gòu)通過后7 d內(nèi)沉降急劇增大，這主要是由于管片拼裝時的盾尾空隙以及盾構(gòu)掘進時產(chǎn)生的土層損失所導(dǎo)致。盾構(gòu)通過10 d左右沉降趨于穩(wěn)定，最終DM11-1測點的沉降值為1.1 mm，與數(shù)值計算的結(jié)果基本吻合，從而驗證了數(shù)值模擬的準確性。

(2)地表位移監(jiān)測結(jié)果：4號線右線貫通后，2號線左右盾構(gòu)中心縱斷面處地表沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)(B-1～B-12)如圖15所示，同時列出數(shù)值模擬中工況一對應(yīng)斷面的最終沉降計算數(shù)據(jù)進行對比。

圖15 右線貫通后地表沉降對比曲線Fig.15 Contrast curve of surface settlement after the completion of right line

從圖15可以看出，實測數(shù)據(jù)分布規(guī)律和數(shù)值模擬結(jié)果相似，近似呈現(xiàn)U形分布，并且沉降最大位置在4號線拱頂正上方附近，實測最大值-1.21 mm，低于數(shù)值模擬結(jié)果(-1.45 mm)16.6%，有兩種可能造成兩者計算結(jié)果的差異，一是監(jiān)測結(jié)果對應(yīng)的時間點地層還未完全穩(wěn)定，尚處于盾構(gòu)施工后續(xù)沉降階段；二是現(xiàn)場采用了克泥效工藝填充了由于盾尾脫空而產(chǎn)生的壁后空隙，減少了地層損失，從而控制了地表沉降的發(fā)展，總體而言兩者誤差在可接受范圍內(nèi)，因此數(shù)值模擬能夠科學(xué)反映現(xiàn)場施工的實際情況，同時也驗證了該方法的可靠性。以上結(jié)果說明在綜合采用信息化施工和相關(guān)施工優(yōu)化措施后，小菜園站—火車北站區(qū)間下穿施工不危及2號線地鐵盾構(gòu)隧道及地鐵車站的結(jié)構(gòu)安全，不影響地鐵的正常運營。同時鑒于昆明市軌道交通2號線已開通運營多年，建議加強信息化施工，及時向相關(guān)單位傳遞監(jiān)測數(shù)據(jù)，為4號線左線施工以及后續(xù)5號線施工提供參考依據(jù)和對策，保障工程的順利完工。

4 結(jié)論

以昆明軌道交通4號線小菜園站—火車北站區(qū)間隧道為工程背景，結(jié)合數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗及監(jiān)測的方法研究了并行隧道下穿既有區(qū)間的影響規(guī)律，總結(jié)了近接段盾構(gòu)隧道施工的關(guān)鍵技術(shù)，得出以下結(jié)論。

(1)通過數(shù)值模擬對比“先淺后深”和“先深后淺”兩種施工順序的差異性，結(jié)果表明無論是對地層的擾動程度，還是對既有區(qū)間軌道、管片和車站的影響程度，后者均優(yōu)于前者，因此確定現(xiàn)場采取“先深后淺”的順序施工，能夠有效控制對既有線以及地層的影響。

(2)通過試驗段的盾構(gòu)掘進，積累在特定地層中的盾構(gòu)掘進經(jīng)驗，據(jù)此初步確定盾構(gòu)下穿2號線的施工參數(shù)，同時驗證克泥效工藝效果，試驗表明采用克泥效工藝能夠及時補償?shù)貙訐p失，有效減小地層的變形，將該工藝成功應(yīng)用于盾構(gòu)右線下穿段施工中，并取得了良好的效果。

(3)通過現(xiàn)場監(jiān)測反饋結(jié)果，表明小菜園站—火車北站區(qū)間下穿施工不危及2號線地鐵盾構(gòu)隧道及地鐵車站的結(jié)構(gòu)安全，不影響地鐵的正常運營。同時數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)有較好的一致性，反映了數(shù)值模擬的可靠性和準確性。建議對近接隧道間夾土層進行加固處理，并加強信息化施工，及時采取跟蹤注漿、調(diào)整優(yōu)化各項施工參數(shù)等措施以確保盾構(gòu)施工安全和2號線的正常運營。