[发明专利]复杂工况条件下盾构近距离穿越已运营地铁隧道施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地铁隧道施工方法，尤其是一种盾构近距离穿越已运营地铁隧道施工方法。

背景技术

上海市轨道交通10号线6标、7号线8标、7号线25标这三个工程盾构需要近距离穿越已运营地铁隧道，其存在以下难点：

1、超近距离下穿已建且正在运营的地铁隧道

7.8标常熟路站～肇嘉浜站区间上、下行线隧道穿越运营中的地铁一号线区间隧道下方，两隧道间距离最小仅为1.5m。

7.25标白杨路站～沪南路站区间上、下行线隧道穿越运营中的地铁二号线区间隧道，两隧道间距离最小仅为1.24m。

10.6标南京东路站～豫园站区间上、下行线隧道穿越运营中的地铁二号线区间隧道，两条隧道间距小，最近距离仅1.86m。

2、盾构出洞后即近距离穿越已建地铁

7.8标区间上行线盾构出洞推进18m、下行线盾构出洞推进15m后均与地铁一号线呈98°相交，下穿。由于工作面压力没有通过前100m试推进确定，要保持开挖面稳定难度较大。

3、盾构近距离穿越已建地铁后进洞

10.6标盾构穿越2号线隧道后距离南京东路站进洞口最近仅约12.3m。由于盾构即将进洞，应力释放，无法保证同步注浆施工所需的围压，土体变形难以控制。在盾构进洞时若出现涌水、涌砂的情况，会引起地面沉降及土体流失，进而造成地铁2号线隧道出现差异沉降、移位等情况，对地铁2号线隧道造成不利影响，严重时甚至会危及地铁2号线的运行安全。

4、盾构曲线近距离穿越已建地铁隧道

7.25标白杨路站～沪南路站区间隧道在穿越区段的线形为，平曲线R＝499.908m，盾构曲线穿越施工，增加了对土体的扰动。

发明内容

本发明是要提供一种复杂工况条件下盾构近距离穿越已运营地铁隧道施工方法，该方法能使盾构成功穿越已运营地铁隧道，确保地铁列车的运行安全。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种复杂工况条件下盾构近距离穿越已运营地铁隧道施工方法，具体步骤是：

1.穿越工况数学模型分析

设置模拟施工段，采用Ansys有限元软件进行计算，分工况模拟盾构穿越过程，试验验证穿越时各项施工参数；

2.设置施工参数

根据穿越工况数学模型分析结果设置盾构近距离穿越已运营地铁隧道各施工段的正面土压力、推进速度、出土量、同步注浆量、注浆压力、壁厚注浆量、注浆位置的施工参数；

3.建立盾构穿越期间的实时监测以及隧道及周边环境的监测

4.盾构施工

A.施工参数控制

控制根据设置的施工参数和盾构推进时的实时监测数据，控制：

(1)盾构推进速度

在穿越区施工过程中，盾构掘进速度控制在0.5～1.5cm/min，并保持推进速度稳定，确保盾构均衡、匀速地穿越已已运营地铁隧道，减少对周边土体的扰动影响，

(2)出土量

出土量控制在理论值的95％左右，即V＝37.8×95％＝35.91m³/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，

(3)盾构姿态

在穿越过程中，减少盾构纠偏量和纠偏次数；

(4)同步注浆

①注浆量

每环压入量控制在1.8m³～2.6m³之间；

②注浆压力

根据经验取为1.1～1.2倍的静止土压力；

③浆液配比

B.双液注浆

在盾构穿越后对隧道近距离穿越影响区段周围土体进行双液注浆加固。

双液注浆加固分四步进行：

1)隧道盾构施工后，在盾尾后5～8环处从隧道上部注浆孔进行同步跟踪注浆，再盾尾后10环以后从隧道下部注浆孔进行同步跟踪注浆。

2)在同步注浆施工过程中，在对已有隧道有影响的施工区段从隧道顶部90°范围内的预留注浆孔并打入预埋注浆管，预埋注浆管深度为2米，

3、在同步注浆施工结束后，对已有隧道有影响的施工区段范围内的惰性浆液进行置换注浆加固为双液注浆，注浆加固范围为管片外0.5米。

4)在隧道置换注浆施工结束后，对该区段隧道土体再次进行双液注浆加固

双液注浆加固具体步骤：

1)布置注浆孔

2)注浆前预留孔疏通

3)振插注浆管入注浆孔内至隧道管壁外侧