文档介绍：地铁盾构隧道下穿公路隧道安全监控的研究
摘要: 结合南京地铁一号线一区间盾构隧道下穿公路隧道的具体工程实践, 探讨了两种不同类型隧道互交穿越的施工监测技术, 根据影响安全的各因素, 采取可行的监测方案, 分析了盾构穿越公路隧道过程中监测数据的变化规律, 用于指导实践, 保证了隧道结构和周边环境的安全, 获得满意的结果。为同类型工程积累了经验。
关键词: 盾构隧道; 公路隧道; 下穿; 安全监控中
1 工程概况
南京地铁与玄武湖公路隧道为南京市政两大重点项目, 地铁一号线盾构施工隧道(左、右线) 与玄武湖公路隧道在新模范马路与中央路的丁字路口立体交叉, 公路隧道在地铁隧道的上方, 并先于地铁隧道施工。两条隧道互交处的最小净距右线为11004m , 左线为11053m , 因此, 在盾构机穿越公路隧道下方的施工过程中, 安全监控成为确保两隧道结构安全的一项重要工作。
盾构机穿越地层为粘土性地层, 有淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉土等, 土质不均, 土质较差。围岩划分为Ⅰ类, 地下水主要为孔隙潜水与弱承压水, 采用土压平衡式盾构掘进。玄武湖公路隧道采用明挖顺做法施工, 围护结构采用SMm 厚钢筋砼, 垫层为200mm 厚素砼, 并沿公路隧道纵向设抗拔桩, 主体结构仅先于地铁隧道2 月完成施工, 并预留了极小的盾构穿越空间。
2 安全监控方案
为保证盾构的安全通过和公路隧道的安全, 根据可能出现影响安全的因素, 选择布置适当的监控方案, 使其能客观地反映盾构通过公路隧道时的安全状况。211 监测内容及测点的布置对盾构隧道进行管片衬砌沉降和收敛监测, 同时对公路隧道进行底板隆沉、隧道净空收敛监测及围岩压力测试。其中管片变形点布置在盾构左右隧道轴线与公路隧道上行、下行隧道中线相交处的断面上; 考虑到盾构引起的地表沉降槽呈正态曲线分布[2 ] , 盾构隧道上方沉降量大, 向两侧逐渐减小, 因此布置成如图1 (a) 所示的公路隧道底板隆沉点; 在公路隧道上行、下行隧道内沿盾构左右线隧道轴线布设公路隧道净空收敛点; 在公路隧道与盾构隧道交叉处埋设6 个土体压力测点, 布置于垫层与土体之间。所有测点如图1 所示。
(a)
(b)
图1 监测点布置图
212 监测频率及预警盾构机通常的平均掘进速度为每天12m , 在下穿公路隧道时放缓速度, 约每天8m 。盾构机接近公路隧道60m 前开始初测并按照规范要求的频率进行观测, 通过时每6 小时测量一次。同时当监测值累积变化接近或超过报警值时, 加大监测频率。预警值按照Ⅲ级监测管理[3 ] 来确定, 即将控制值的三分之二作为警告值, 控制值的三分之一作为基准值, 将警告值和控制值之间称为警告范围, 实测值落在此范围, 应提出警告, 需要调整施工参数、采取施工对策; 警告值和基准值之间称为注意范围; 实测值落在基准值以下, 说明两隧道和围岩是稳定的。同时利用变化速率作为辅助监测基准。213 控制措施。
为减小盾构施工对玄武湖公路隧道的影响, 在施工中应尽可能地减小对周围土体的扰动和地表沉降, 关键技术是保持盾构开挖面的稳定和管片脱出盾尾后建筑空隙。盾构开挖面的稳定可以通过优化掘进参数来控制, 其重要参数有三个: 正面压力、推进速度和出土控制。在盾构还未到达公路隧道的掘进过程中, 通过地