專(zhuān)利名稱(chēng)：：三線并行下穿鐵路干線隧道的盾構(gòu)施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及隧道施工
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說(shuō)涉及一種三線并行下穿鐵路干線隧道的盾構(gòu)施工方法。
背景技術(shù)：
：盾構(gòu)法隧道施工是一種在地面下暗挖建造隧道的施工方法，由于盾構(gòu)法施工具有施工速度快、洞體質(zhì)量穩(wěn)定、對(duì)周?chē)h(huán)境影響較小等優(yōu)點(diǎn)，自其問(wèn)世以來(lái)得到了飛速發(fā)展，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于城市地鐵、市政、能源等工程領(lǐng)域中。盾構(gòu)施工過(guò)程中會(huì)引起土體內(nèi)應(yīng)力的變化，改變土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，引起隧道周邊一定范圍內(nèi)的地層移動(dòng)，當(dāng)施工隧道下穿鐵路時(shí)，不可避免地會(huì)對(duì)鐵路干線產(chǎn)生如隆起、沉降等不利影響。為了確保隧道施工和鐵路行車(chē)的安全，已有的施工方法所采取的措施有嚴(yán)格控制并優(yōu)化盾構(gòu)施工參數(shù)，必要時(shí)采取輔助施工措施。如廣州地鐵二號(hào)線火車(chē)站-三元里區(qū)間隧道穿越廣州火車(chē)站站場(chǎng)，采用了嚴(yán)格控制盾構(gòu)姿態(tài)、施工參數(shù)和充分壁后注漿的措施，控制地表下沉最大為5.4mm，軌面最大沉降為2.2mm，確保了安全順利穿越。北京涼水河南岸污水干線三路居-分洪道盾構(gòu)隧道在砂卵石中通過(guò)，采用控制盾構(gòu)施工參數(shù)，如控制推進(jìn)速度(15mm/min)，加泥加泡和嚴(yán)格的同步注漿(180%)和二、三次注槳技術(shù)，成功將地表沉降控制在8mm。從既有工程實(shí)例來(lái)看，有單線或雙線盾構(gòu)隧道下穿鐵路的工程，還未見(jiàn)有在列車(chē)時(shí)速140km/h未減速情況下三線小凈距隧道相繼穿越鐵路的盾構(gòu)施工方法。三線隧道近接施工，無(wú)論三線同時(shí)施工或先后施工，必然存在復(fù)雜的相互影響，尤其是先建隧道將會(huì)受到后建隧道施工的影響，而且列車(chē)行駛的振動(dòng)也會(huì)對(duì)隧道的應(yīng)力重分布和地層位移產(chǎn)生顯著影響，給隧道施工增加了難度，屬?gòu)?fù)合近接施工問(wèn)題。另一方面，在三線隧道相繼穿越鐵路的盾構(gòu)施工過(guò)程中，存在對(duì)地層的多次擾動(dòng)和影響的疊加，很容易使地表和鐵路干線的沉降超限，在鐵路運(yùn)行不允許被中斷的情況下，三線隧道相繼穿越鐵路的盾構(gòu)施工對(duì)于高速營(yíng)運(yùn)的列車(chē)存在著嚴(yán)重的危害。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能有效控制三線隧道近接施工的相互影響，使地表位移控制在限定范圍內(nèi)，以保障隧道施工和鐵路運(yùn)行安全的雙線鐵路列車(chē)動(dòng)載下的三線并行隧道的盾構(gòu)施工方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用動(dòng)靜力學(xué)的三維有限元數(shù)值仿真模擬試驗(yàn)，分析了不同施工推進(jìn)順序工況條件下的地表位移、隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化，鐵路列車(chē)振動(dòng)對(duì)三孔盾構(gòu)隧道的影響，并利用離心模擬試驗(yàn)加以驗(yàn)證；根據(jù)以上數(shù)值模擬及離心試驗(yàn)，確定了以下技術(shù)方案三線并行下穿鐵路干線隧道的盾構(gòu)施工方法，包括有以下步驟(1)選擇盾構(gòu)掘進(jìn)順序利用三維有限元對(duì)各施工順序和方法進(jìn)行模擬，取自重應(yīng)力場(chǎng)作為初始應(yīng)力場(chǎng)，采用ANSYS軟件、D-P模型，計(jì)算各施工順序工況條件下的地表位移、結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化，選擇最佳盾構(gòu)掘進(jìn)順序。根據(jù)模擬試驗(yàn)結(jié)果選擇的盾構(gòu)掘進(jìn)順序?yàn)橄戎鹨皇┕蓚?cè)的隧道，后施工中間的隧道，該施工順序工況條件的地表位移和結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化最小，并且該施工順序也有利于配置施工場(chǎng)地和減少擾動(dòng)影響次數(shù)。(2)加固鐵路路基按照實(shí)際工況，建立三維連續(xù)介質(zhì)有限元模型，分析列車(chē)動(dòng)載對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響，根據(jù)動(dòng)應(yīng)力的影響程度，采用不同的加固指標(biāo)。軌枕下受動(dòng)應(yīng)力影響程度高，軌道兩側(cè)次之，可以采用旋噴樁將加固區(qū)域分塊。旋噴樁一方面可以限制漿液的擴(kuò)散以保證加固效果，一方面可以隔斷盾構(gòu)隧道推進(jìn)過(guò)程中前方土體的壓力，有效控制隧道變形。所確立的加固鐵路路基的具體方法為..三線盾構(gòu)隧道下穿鐵路施工前，對(duì)下穿區(qū)域鐵路路基采取分區(qū)域加固的保護(hù)措施，線路兩側(cè)設(shè)置4.2m厚旋噴加固區(qū)，每側(cè)旋噴加固區(qū)由四排直徑為1.2m的旋噴樁相互咬合形成，咬合量為0.2m;旋噴樁起加固和隔斷及控制變形的作用。兩側(cè)旋噴加固區(qū)之間及其外側(cè)路基分層注漿加固。兩排旋噴樁之間范圍內(nèi)為主加固區(qū)，注漿加固參數(shù)要求Ps^l.OMPa;旋噴樁外側(cè)路基為次加固區(qū)，注漿加固參數(shù)要求Ps^.OMPa;主加固區(qū)至次加固區(qū)的加固要求逐漸降低，在強(qiáng)度及剛度上形成過(guò)渡。線路下部主加固區(qū)的分層注漿工藝對(duì)鐵路線路的保護(hù)采取以下措施a采用分層注漿加固，層高為0.50.8m，實(shí)施第一層斜孔注漿，注漿孔與地面的夾角為30°,采用復(fù)合漿液，縮短膠凝時(shí)間，以控制注漿壓力和擴(kuò)散范圍，減小注漿對(duì)基床的影響；b第一層斜孔注漿完成后，進(jìn)行下部深層注槳加固，注漿壓力和注漿速度應(yīng)根據(jù)線路變形的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。線路外側(cè)的過(guò)渡區(qū)，應(yīng)根據(jù)地形和地表建筑物情況，進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖{加固。(3)加強(qiáng)管片配筋列車(chē)運(yùn)行時(shí)會(huì)增加隧道結(jié)構(gòu)所承受的地面荷載，因此鐵路下的盾構(gòu)管片需加強(qiáng)配筋量。采用荷載結(jié)構(gòu)模型，并根據(jù)三維動(dòng)力計(jì)算得到的動(dòng)應(yīng)力作為列車(chē)荷載，對(duì)單圓盾構(gòu)隧道橫斷面的內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算，所考慮的荷載包括地層壓力、靜水壓力、土體抗力、結(jié)構(gòu)自重、地面荷載。通過(guò)計(jì)算得到的配筋加強(qiáng)方案為.-對(duì)鐵路下方中心線左右兩側(cè)各30m的范圍內(nèi)的鋼筋混凝土管片(共50環(huán))配筋進(jìn)行加強(qiáng)，同時(shí)對(duì)鐵路路基下方的管片(14環(huán))摻入鋼纖維以增強(qiáng)其抗裂性。具體的方法為鐵路正下方即中心線左右兩側(cè)各5m的管片內(nèi)力較大，其配筋量比標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)增加31%~44%;5m10m范圍內(nèi)的彎矩減小10%，配筋量比標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)增加17.6%;15m以外列車(chē)動(dòng)荷載對(duì)盾構(gòu)內(nèi)力的影響可以忽略，可采用標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)的配筋量。為安全及配筋要求，鐵路中心線左右兩則各6m的范圍內(nèi)采用鋼纖維砼管片，其他區(qū)域仍采用鋼筋砼管片；鋼纖維砼管片外采用24m的過(guò)渡區(qū)，過(guò)渡區(qū)內(nèi)的配筋比標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)增加17.6%;過(guò)渡區(qū)外采用標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)的配筋量。(4)三線并行下穿鐵路隧道盾構(gòu)施工由于盾構(gòu)機(jī)性能的差異，在盾構(gòu)穿越鐵路前，應(yīng)根據(jù)一定的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)信息，設(shè)定適合該盾構(gòu)機(jī)的穿越施工參數(shù)先行盾構(gòu)在推進(jìn)時(shí)通過(guò)選擇合適的土倉(cāng)壓力，嚴(yán)格控制糾偏量，以減小對(duì)圍巖土體的擾動(dòng)，采取同步注漿以及洞內(nèi)注漿輔助措施，加固擾動(dòng)后的土體，為后行隧道盾構(gòu)施工提供有利條件；后行隧道盾構(gòu)施工時(shí)，通過(guò)選取合適的土倉(cāng)壓力，推進(jìn)速度、注漿量以及糾偏量來(lái)達(dá)到減小對(duì)先建隧道影響的目的，嚴(yán)格控制同步注漿質(zhì)量并采取洞內(nèi)注漿輔助措施加快三線隧道土體固結(jié)速度以及增加其強(qiáng)度，有效控制三線隧道特別是后建隧道后期沉降。①合理設(shè)定正面土壓力三線隧道的土倉(cāng)壓力以開(kāi)挖面前端土體略微隆起約0.5mm為宜，鐵路段土壓值要比穿越前高1525KPa;②加強(qiáng)同步注漿考慮盡量減少后期沉降量，在穿越鐵路期間先行兩側(cè)隧道每環(huán)同步注漿量均為2.5m3，漿液稠度為910cm，后行中間隧道每環(huán)同步注槳量均為2.7m3，漿液稠度為9llcm;③控制掘進(jìn)速度先行兩側(cè)隧道盾構(gòu)掘進(jìn)速度控制在《3cm/min，后行中間隧道盾構(gòu)掘進(jìn)速度控制在《2cm/min，以減少對(duì)周?chē)馏w的拖帶和擾動(dòng)影響，盾構(gòu)應(yīng)連續(xù)掘進(jìn)，避免故障停機(jī)；④?chē)?yán)格控制軸線偏差在每環(huán)拼好后，及時(shí)測(cè)量盾構(gòu)和成環(huán)管片與設(shè)計(jì)軸心的偏差，先行兩側(cè)隧道糾偏量《3ram/環(huán)，后行中間隧道糾偏量《2mm/環(huán)，然后根據(jù)每環(huán)的測(cè)量結(jié)果和管片四周間隙情況，對(duì)盾構(gòu)機(jī)下一環(huán)的推進(jìn)提供精確依據(jù)，及時(shí)調(diào)整各區(qū)千斤頂?shù)纳扉L(zhǎng)量；⑤利用預(yù)埋注漿孔進(jìn)行壁后二次注漿在三線隧道并行段增設(shè)注槳孔管片，每環(huán)16個(gè)注漿孔，在后行隧道施工前，通過(guò)先行完成的兩條隧道內(nèi)的預(yù)埋注漿孔對(duì)土體進(jìn)行注漿加固，加固范圍為管片壁后2m，以加強(qiáng)隧道周?chē)耐馏w強(qiáng)度，待達(dá)到一定強(qiáng)度后才施工后行隧道；后行中間隧道每掘進(jìn)完成5環(huán)，及時(shí)通過(guò)隧道內(nèi)預(yù)埋的注漿孔對(duì)土體進(jìn)行注漿加固；在盾構(gòu)穿越鐵路后，根據(jù)后期沉降情況，進(jìn)行二次注衆(zhòng)；二次注漿的漿液為雙漿液，漿液組成為水泥、水玻璃，槳液稠度910cm，漿液重量配比水水泥水玻璃為1:1.21.5:0.050.1，注漿壓力O.3MPa，注槳量0.3-0.5m3，注漿速度10-15L/min;(5)監(jiān)測(cè)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程區(qū)間隧道下穿重載鐵路的過(guò)程中必然會(huì)引起鐵路基床的沉降，并且對(duì)鐵路兩側(cè)的電力、通信等管線帶來(lái)一定影響。所以須加強(qiáng)施工過(guò)程中的監(jiān)控測(cè)量，使施工單位能夠及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，優(yōu)化施工方法，以避免危及鐵路行車(chē)營(yíng)運(yùn)安全。地表沉降監(jiān)測(cè)在區(qū)間隧道下穿鐵路干線兩側(cè)范圍內(nèi)，垂直于盾構(gòu)推進(jìn)方向設(shè)置7道地表沉降觀測(cè)斷面，平行于盾構(gòu)推進(jìn)方向設(shè)置9道地表沉降觀測(cè)斷面。采用精密水準(zhǔn)儀對(duì)布置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)范圍為盾構(gòu)前20環(huán)，后30環(huán)。在區(qū)間隧道盾構(gòu)出洞前布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，測(cè)量3次取平均值作為初始值，取得穩(wěn)定的測(cè)試數(shù)據(jù)，在盾構(gòu)出洞后即開(kāi)始監(jiān)測(cè)，在盾構(gòu)推進(jìn)期間正常情況下2次/天，施工區(qū)域30100米以遠(yuǎn)的已完成區(qū)段1次/周，1個(gè)月后且沉降速率小于3mm/周監(jiān)測(cè)頻率為l次/月，必要時(shí)可根據(jù)工程情況調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率，以滿(mǎn)足保護(hù)環(huán)境的要求。線路沉降監(jiān)測(cè)在盾構(gòu)推進(jìn)前先在地面上布置好變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)。在穿越區(qū)設(shè)置3道橫向沉降監(jiān)測(cè)斷面(鐵路上下行線路中心各設(shè)置一個(gè)斷面，鐵路上下行線線路之間設(shè)置一個(gè)斷面)；沉降點(diǎn)位采用鋼深層沉降點(diǎn)，橫向監(jiān)測(cè)斷面上監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置及監(jiān)測(cè)頻率與地表沉降相同。在建隧道(環(huán)片)沉降監(jiān)測(cè)沿著隧道推進(jìn)方向在隧道的管壁上布設(shè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在進(jìn)、出洞50環(huán)范圍內(nèi)，每隔5環(huán)布設(shè)一沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在其他部位每隔10環(huán)布設(shè)一沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)。隧道沉降監(jiān)測(cè)與隧道施工過(guò)程同步進(jìn)行，每次監(jiān)測(cè)范圍為新施工區(qū)段100環(huán)，前期已完成區(qū)段100環(huán)。監(jiān)測(cè)頻率為距推進(jìn)面100m范圍內(nèi)1次/周；距推進(jìn)面100200m范圍1次/15天；距推進(jìn)面200m以外已完成隧道，連續(xù)2次本次沉降〈3mm，監(jiān)測(cè)頻率降為l次/月，否則1次/15天；隧道貫通后一個(gè)月一次，直至隧道初次結(jié)構(gòu)驗(yàn)收。已建隧道變形監(jiān)測(cè)對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)切口前20m、盾尾后30m內(nèi)己建隧道進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率1次/天，在變形值超報(bào)警時(shí)要增加監(jiān)測(cè)頻率，2次/天，根據(jù)沉降量及沉降速率及時(shí)調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率，保證監(jiān)測(cè)信息準(zhǔn)確及時(shí)。周邊深層土體監(jiān)測(cè)對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)切口前20m、盾尾后30m內(nèi)周邊深層土體進(jìn)行土體深層測(cè)斜、土壓力、空隙水壓力、分層沉降等監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率1次/天，在變形值超報(bào)警時(shí)要增加監(jiān)測(cè)頻率，2次/天，根據(jù)沉降量及沉降速率及時(shí)調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率，保證監(jiān)測(cè)信息準(zhǔn)確及時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)數(shù)值分析、離心模擬試驗(yàn)，確立了先兩側(cè)隧道后中間隧道的施工推進(jìn)順序、高壓旋噴樁隔斷和分層注漿加固的地基加固方案、加強(qiáng)管片配筋，通過(guò)高頻率的監(jiān)測(cè)和信息反饋，及時(shí)掌握了運(yùn)行列車(chē)軌道變形和位移狀態(tài)，嚴(yán)格控制盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)，有效控制了鐵路路基的變形和位移，確保了營(yíng)運(yùn)鐵路的安全；有效降低了下穿段先建隧道和后建隧道的復(fù)雜影響，確保了鐵路下盾構(gòu)隧道的質(zhì)量及營(yíng)運(yùn)安全。本發(fā)明不僅保證了工程施工質(zhì)量和施工安全，而且為項(xiàng)目創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，至少降低工程費(fèi)用200萬(wàn)，在盾構(gòu)掘進(jìn)施工過(guò)程中列車(chē)未減速緩行未中斷行車(chē)，未影響鐵路的正常運(yùn)行，從而減少經(jīng)濟(jì)損失3600萬(wàn)元。圖l為本發(fā)明的工藝流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例l利用三維有限元對(duì)各施工順序和方法進(jìn)行模擬，采用的軟件為人型有限元通用軟件ANSYS，取自重應(yīng)力場(chǎng)作為初始應(yīng)力場(chǎng)，開(kāi)挖模擬矩陣表達(dá)式為([Kw]+[AKi]KASiHAFjJ+(AFHM)，其中M為施工階段總數(shù)，[KM]為第i-l步后的剛度矩陣，[AKi]為第i步施工過(guò)程土體和結(jié)構(gòu)剛度的增量或減量；(AFjJ為由開(kāi)挖釋放產(chǎn)生的邊界增量節(jié)點(diǎn)力列陣；(AFjJ為施工過(guò)程中增加的節(jié)點(diǎn)力列陣。計(jì)算采用D-P模型，計(jì)算范圍水平100m，豎向50m，頂部取至地表面，沿隧道軸向?yàn)?2m。計(jì)算中，管片采用彈性殼單元，地層采用空間八節(jié)點(diǎn)等參單元?？疾煲韵率┕ろ樞蚬r條件下的地表位移、結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化1先施工一側(cè)隧道，再施工中間隧道，最后施工另一側(cè)隧道；2先逐一施工兩側(cè)隧道，再施工中間隧道；3先施工中間隧道，再施工兩側(cè)隧道；4先同向施工兩側(cè)隧道，再施工中間隧道；5先同時(shí)施工一側(cè)隧道和中間隧道，再施工另一側(cè)隧道；6先同時(shí)施工兩側(cè)隧道，再施工中間隧道。為了減小隧道間的相互影響，除工況3考慮同向施工進(jìn)行對(duì)比外，其余均采用對(duì)向施工。數(shù)值模擬試驗(yàn)結(jié)果如表l、表2所示表1各工況地表的最大隆起和沉降值(咖)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從各工況的最大隆起和最大沉降來(lái)看，工況5和工況6相對(duì)不利，不僅隆起值產(chǎn)生明顯疊加，而且沉降值也大，因此兩隧道同時(shí)施工的方案對(duì)地表沉降的影響較大，在下穿鐵路時(shí)，應(yīng)避免盾構(gòu)在鐵路下交會(huì)。其他逐一施工的工況下隆起和沉降值的差異不大，工況2相對(duì)有利，隆起和沉降值均為最小，因此，從控制地表位移來(lái)看，工況2即先逐一施工兩側(cè)隧道，再施工中間隧道的推進(jìn)順序最佳。表2各工況-卜"先建隧道受后建隧道施工影響的內(nèi)力最大變化值<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>從各工況條件下先建隧道受后建隧道影響的最大內(nèi)力及變化值來(lái)看，工況3最為不利，這是由于先建中間隧道時(shí)，后建的兩側(cè)隧道對(duì)先建隧道有兩次高度近接疊加影響的緣故。其余工況差異不大，各有優(yōu)劣。綜合地表位移和結(jié)構(gòu)內(nèi)力，工況2具有一定優(yōu)勢(shì)，此外從利于施工場(chǎng)地配置和減少擾動(dòng)影響次數(shù)方面，丁況2也是最優(yōu)的。因此所選擇的盾構(gòu)掘進(jìn)順序?yàn)橄仁┕蓚?cè)隧道，后施工中間隧道。實(shí)施例2采用數(shù)值模擬及離心試驗(yàn)的方法，確定詳細(xì)的地基加固方案及具體的輔助工法施工，明確監(jiān)控量測(cè)的項(xiàng)目和頻率，全面控制和優(yōu)化盾構(gòu)施工參數(shù)。釆用水囊注放水的方法模擬盾構(gòu)隧道掘進(jìn)中的損失，利用離心模擬試驗(yàn)對(duì)三孔盾構(gòu)隧道近接施工下的地層加固與不加固工況下的地表沉降進(jìn)行研究。試驗(yàn)分兩組，一組不加固地層，為原狀土，一組加固地層，加固范圍為在隧道左右、下方一倍洞徑至地表范圍內(nèi)的長(zhǎng)方體地層，加固地層采用425普通硅酸鹽水泥與地層拌和，水泥摻量為10%。將各層土和模型隧道裝入模型箱內(nèi)，填土?xí)r嚴(yán)格控制每層的裝填高度并均勻夯實(shí)。將襯砌模型外的水囊注滿(mǎn)水，嚴(yán)格控制注入水量，然后將隧道襯砌模型埋入指定位置，將導(dǎo)線和水囊導(dǎo)管引到模型箱外。施工順序?yàn)橄韧瑫r(shí)逆向施工兩側(cè)隧道，再施工中間隧道。清理現(xiàn)場(chǎng)后關(guān)閉離心機(jī)室裝甲門(mén)，逐漸加大離心機(jī)轉(zhuǎn)速至100g，持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1小時(shí)(相當(dāng)于原型417天)，動(dòng)態(tài)采集離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘(相當(dāng)于原型69天)、1小時(shí)的數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)果為無(wú)地層加固時(shí)兩側(cè)隧道完成后69天的最大地表沉降為26.09mm，三個(gè)隧道完成后417天的累計(jì)最大沉降量為56.4mm，有地層加固時(shí)兩側(cè)隧道完成后69天最大沉降量為18.7mm，三個(gè)隧道完成后417天的累計(jì)最大沉降量為27.1mm，有地層加固的累計(jì)最大沉降值比無(wú)加固時(shí)小49%，表明地層加固可以有效減小地表沉降。以地基加固為主的安全措施，注漿效果是關(guān)鍵。土體需要加固的強(qiáng)度與列車(chē)動(dòng)應(yīng)力的作用強(qiáng)度有關(guān)。按照實(shí)際工況，建立三維連續(xù)介質(zhì)有限元模型，分析列車(chē)動(dòng)載對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響，得到了動(dòng)應(yīng)力的分布規(guī)律，并根據(jù)動(dòng)應(yīng)力影響程度，采用不同的加固指標(biāo)。模型寬度取100m，高度取50m，計(jì)算取時(shí)步長(zhǎng)為O.Ols，模擬時(shí)間為9s。通過(guò)計(jì)算得到軌枕下受動(dòng)應(yīng)力影響程度高，軌道兩側(cè)次之，可以采用旋噴樁將加固區(qū)域分塊的方案。旋噴樁一方面可以限制漿液的擴(kuò)散以保證加固效果，一方面可以隔斷盾構(gòu)隧道推進(jìn)過(guò)程中前方土體的壓力，有效控制隧道變形。列車(chē)運(yùn)行時(shí)會(huì)增加隧道結(jié)構(gòu)所承受的地面荷載，因此鐵路下的盾構(gòu)管片需加強(qiáng)配筋量。采用荷載結(jié)構(gòu)模型，并根據(jù)三維動(dòng)力計(jì)算得到的動(dòng)應(yīng)力作為列車(chē)荷載，對(duì)單圓盾構(gòu)隧道橫斷面的內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算，所考慮的荷載包括地層壓力、靜水壓力、土體抗力、結(jié)構(gòu)自重、地面荷載。通過(guò)計(jì)算得到的配筋加強(qiáng)方案為周?chē)馏w不加固時(shí)需要增加的配筋量相對(duì)比較大，需要比原設(shè)計(jì)增加44%70%;盾構(gòu)隧道周?chē)馏w加固后，管片的配筋量比標(biāo)準(zhǔn)段設(shè)計(jì)的配筋量增加31%44%，具體為鐵路正下方即中心線左右兩側(cè)各5m的管片內(nèi)力較大，其配筋量比標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)增加31%~44%;5m10m范圍內(nèi)的彎矩減小10%，配筋量比標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)增加17.6%;15m以外列車(chē)動(dòng)荷載對(duì)盾構(gòu)內(nèi)力的影響可以忽略，可采用標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)的配筋量；鐵路中心線左右兩則各6m的范圍內(nèi)采用鋼纖維砼管片，其他區(qū)域仍采用鋼筋砼管片；鋼纖維砼管片外采用24m的過(guò)渡區(qū)，過(guò)渡區(qū)內(nèi)的配筋比標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)增加17.6%;過(guò)渡區(qū)外采用標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)的配筋量。根據(jù)以上數(shù)值模擬分析以及模型試驗(yàn)，選擇了以下施工參數(shù)三線隧道的土倉(cāng)壓力以開(kāi)挖面前端土體略微隆起約0.5IM1為宜；嚴(yán)格控制盾構(gòu)推進(jìn)速度，先行兩側(cè)隧道盾構(gòu)掘進(jìn)速度控制在《3cm/min，后行中間隧道盾構(gòu)掘進(jìn)速度控制在《2cm/min;嚴(yán)格控制軸線偏差，先行兩側(cè)隧道糾偏量《3ram/環(huán)，后行中間隧道糾偏量<=2mm/環(huán)；加強(qiáng)同步注槳先行兩側(cè)隧道每環(huán)同步注漿量均為2.5m3，漿液稠度為910cm，后行中間隧道每環(huán)同步注漿量均為2.7m3，漿液稠度為911cm。并采取有效的監(jiān)控量測(cè)措施，使施工單位能夠及時(shí)及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)。所采取的監(jiān)控量測(cè)措施包括地表沉降監(jiān)測(cè)、線路沉降監(jiān)測(cè)、在建隧道沉降監(jiān)測(cè)、已建隧道變形監(jiān)測(cè)、周邊深層土體監(jiān)測(cè)。實(shí)施例3以某三線并行隧道穿越雙向鐵路干線隧道區(qū)域的盾構(gòu)施工為例該工程三線并行段下穿路基寬約12m的雙線干線鐵路，穿越處盾構(gòu)拱頂距鐵路覆土不足8m，與隧道基本正交。該三線并行隧道穿越雙線鐵路干線的盾構(gòu)施工的方法如下(1)選擇有鉸接的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，按照先逐一施工兩側(cè)隧道，后施工中間隧道的方案，依次推進(jìn)。三線隧道的施工間隔時(shí)間宜長(zhǎng)，以避免隧道間的影響疊加。(2)三線盾構(gòu)隧道下穿鐵路施工前，下穿區(qū)域鐵路線路兩側(cè)設(shè)置4.2m厚旋噴樁兩排，兩排旋噴樁樁間范圍內(nèi)及其外側(cè)路基分層注漿加固。旋噴樁樁間范圍內(nèi)為主加固區(qū)，注漿加固參數(shù)要求Ps》1.0MPa;旋噴樁外側(cè)路基為次加固區(qū)，注漿加固參數(shù)要求Ps^.OMPa;主加固區(qū)至次加固區(qū)的加固要求逐漸降低，在強(qiáng)度及剛度上形成過(guò)渡。旋噴加固區(qū)，由四排直徑為1.2m的旋噴樁相互咬合形成，咬合量為0.2m。加固技術(shù)要求沿鐵路兩側(cè)的旋噴樁加固施工，應(yīng)控制施工速度，以減小施工隊(duì)鐵路的影響，旋噴樁施工期必須對(duì)鐵路進(jìn)行監(jiān)護(hù)和監(jiān)測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整施工參數(shù)，并讓鐵路部門(mén)自己對(duì)線路進(jìn)行及時(shí)養(yǎng)護(hù)。線路下部主加固區(qū)的注漿工藝對(duì)鐵路線路的保護(hù)采取以下措施a采用分層注漿加固，層高為0.50.8m，實(shí)施第一層斜孔注槳，注槳孔與地面的夾角為30°，采用復(fù)合漿液，縮短膠凝時(shí)間，以控制注漿壓力和擴(kuò)散范圍，減小注漿對(duì)基床的影響；b第一層斜孔注漿完成后，進(jìn)行下部深層注漿加固，注漿壓力和注漿速度應(yīng)根據(jù)線路變形的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。(3)鐵路正下方即中心線左右兩側(cè)各5m的管片內(nèi)力較大，其配筋量為10cp22llcp22，比標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)增加31Q/。44。/。；5m10m范圍內(nèi)的彎矩減小10%,配筋量為9cp22，比標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)增加17.6%;15m以外列車(chē)動(dòng)荷載對(duì)盾構(gòu)內(nèi)力的影響可以忽略，可采用標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)的配筋量。為安全及配筋要求，鐵路中心線左右兩則各6m的范圍內(nèi)采用鋼纖維砼管片，其他區(qū)域仍采用鋼筋砼管片；鋼纖維砼管片外采用24m的過(guò)渡區(qū)，過(guò)渡區(qū)內(nèi)的配筋為9cp22，比標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)增加17.6%;過(guò)渡區(qū)外采用標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)的配筋量。(4)盾構(gòu)機(jī)施工參數(shù)的控制①合理設(shè)定正面土壓力三線隧道的土倉(cāng)壓力以開(kāi)挖面前端土體略微隆起約0.5mm為宜，鐵路段土壓值要比穿越前高1525KPa;②加強(qiáng)同步注漿考慮盡量減少后期沉降量，在穿越鐵路期間先行兩側(cè)隧道每環(huán)同步注漿量均為2.5m3，槳液稠度為910cm，后行中間隧道每環(huán)同步注漿量均為2.7m3，漿液稠度為9llcm;③控制掘進(jìn)速度先行兩側(cè)隧道盾構(gòu)掘進(jìn)速度控制在22.5cm/min，后行中間隧道盾構(gòu)掘進(jìn)速度控制在《2cm/min，以減少對(duì)周?chē)馏w的拖帶和擾動(dòng)影響，盾構(gòu)應(yīng)連續(xù)掘進(jìn)，避免故障停機(jī)；④?chē)?yán)格控制軸線偏差在每環(huán)拼好后，及時(shí)測(cè)量盾構(gòu)和成環(huán)管片與設(shè)計(jì)軸心的偏差，先行兩側(cè)隧道糾偏量《3mm/環(huán)，后行中間隧道糾偏量《2mm/環(huán)，然后根據(jù)每環(huán)的測(cè)量結(jié)果和管片四周間隙情況，對(duì)盾構(gòu)機(jī)下一環(huán)的推進(jìn)提供精確依據(jù)，及時(shí)調(diào)整各區(qū)千斤頂?shù)纳扉L(zhǎng)量；⑤利用預(yù)埋注漿孔進(jìn)行壁后二次注槳在三線并行段增設(shè)注漿孔管片，每環(huán)有16個(gè)注漿孔，在后行隧道施工前，通過(guò)先行完成的兩條隧道內(nèi)的預(yù)埋注漿孔對(duì)土體進(jìn)行注漿加固，加固范圍為管片壁后2m，加強(qiáng)隧道周?chē)耐馏w強(qiáng)度，待達(dá)到一定強(qiáng)度后才施工后行隧道；后行中間隧道每掘進(jìn)完成5環(huán)，及時(shí)通過(guò)隧道內(nèi)預(yù)埋的注漿孔對(duì)土體進(jìn)行注漿加固；在盾構(gòu)穿越鐵路后，根據(jù)后期沉降情況，進(jìn)行二次注漿；二次注漿的漿液為雙漿液，漿液組成為水泥、水玻璃，漿液稠度910cm，漿液重量配比水水泥水玻璃為l:1.21.5:0.050.1，注槳壓力O.3MPa，注漿量0.3-0.5m3，注漿速度10-15L/min。(5)監(jiān)控量測(cè)①監(jiān)測(cè)內(nèi)容地表沉降在盾構(gòu)隧道下穿鐵路干線兩側(cè)范圍內(nèi)，垂直于盾構(gòu)推進(jìn)方向設(shè)置7道地表沉降觀測(cè)斷面，采用精密水準(zhǔn)儀對(duì)布置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。線路沉降及方向偏移在盾構(gòu)推進(jìn)前先在地面上布置好變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在穿越區(qū)設(shè)置3道橫向沉降監(jiān)測(cè)斷面，即鐵路上下行線路中心各設(shè)置一個(gè)斷面，鐵路上下行線線路之間設(shè)置一個(gè)斷面，沉降點(diǎn)位采用鋼深層沉降點(diǎn)，橫向監(jiān)測(cè)斷面上監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置與地表沉降相同。深層土體沉降監(jiān)測(cè)在穿越鐵路段的兩側(cè)路肩處各布置4個(gè)深層土體沉降觀測(cè)點(diǎn)，沉降點(diǎn)底部作用在路基基面以下土體，與上層土體分離。隧道內(nèi)沉降監(jiān)測(cè)在盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，在拼裝好的管片上，布置隧道沉降觀測(cè)點(diǎn)，及時(shí)了解隧道推進(jìn)后的沉降以便采取二次注漿等措施防止隧道沉降引起地面沉降，沉降點(diǎn)布置在管片拱底塊的平臺(tái)上，點(diǎn)位對(duì)稱(chēng)布置，在鐵路影響范圍內(nèi)每2環(huán)管片布置一組。地下管線監(jiān)測(cè)管線監(jiān)測(cè)每隔10m布置一個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，重點(diǎn)是位于盾構(gòu)上行線頂平行于線路方向的小700鑄鐵煤氣管(埋深1.7m)，盡可能設(shè)置直接觀地層一結(jié)構(gòu)間土壓力量測(cè)在鐵路路基下盾構(gòu)管片設(shè)置測(cè)點(diǎn)，地層與隧道結(jié)構(gòu)間土壓力盒的埋設(shè)是在管片施作前，鋼筋籠制作好后再安裝的。在安裝之前，對(duì)壓力計(jì)的初始頻率進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果應(yīng)和標(biāo)定表的零點(diǎn)頻率相同，方可進(jìn)行安裝。然后將待測(cè)圍巖壓力部位的鋼筋籠外側(cè)(迎土面)焊接兩根4)14鋼筋，然后將土壓力計(jì)點(diǎn)焊于其上，以固定壓力盒并使壓力盒受力面稍許露出澆筑后的混凝土表面。管片結(jié)構(gòu)鋼筋應(yīng)力量測(cè)在鐵路路基下盾構(gòu)管片設(shè)置測(cè)點(diǎn)，在焊接之前對(duì)鋼筋計(jì)的初始頻率進(jìn)行測(cè)試，并進(jìn)行記錄。然后將測(cè)量部位的鋼筋截?cái)啵唁摻钣?jì)的兩端與原受力鋼筋對(duì)接，并用短頭鋼筋將鋼筋計(jì)和原鋼筋焊接在一起。在焊接時(shí)必須對(duì)鋼筋計(jì)進(jìn)行水冷卻。當(dāng)焊接完成后，再次用測(cè)試儀表檢驗(yàn)初始頻率是否正確，如正確方可將其安裝澆筑。發(fā)生變形后，通過(guò)量測(cè)與之相連的鋼筋應(yīng)力計(jì)的頻率變化，然后根據(jù)標(biāo)定曲線或公式將其換算成鋼筋的應(yīng)力。管片結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)力量測(cè)在鐵路路基下盾構(gòu)管片設(shè)置測(cè)點(diǎn)，在埋設(shè)之前進(jìn)行測(cè)量并記錄初始讀數(shù)。將埋入式應(yīng)變計(jì)按設(shè)計(jì)位置綁扎在鋼筋的外側(cè)，將導(dǎo)線引至埋置管片內(nèi)的鋼管內(nèi)，然后再進(jìn)行混凝土澆筑施工。并再次記錄讀數(shù)。振動(dòng)為了考察結(jié)構(gòu)受到列車(chē)荷載沖擊作用下的工作狀態(tài)，選擇了線路下54號(hào)管片環(huán)布設(shè)傳感器。采用加速度傳感器對(duì)C隧道的拱頂位置進(jìn)行了豎向加速度的測(cè)試。②監(jiān)測(cè)頻率a路基兩側(cè)高壓旋噴樁加固地面隆沉觀測(cè)頻率2次/天，觀測(cè)期6天路基隆沉觀測(cè)頻率4次/天，觀測(cè)期6天線路隆沉位移觀測(cè)頻率l次/2h，觀測(cè)期6天管線隆沉觀測(cè)頻率4次/天，觀測(cè)期6天深層土體沉降監(jiān)測(cè)頻率l次/天b主加固區(qū)分層注漿加固路基隆沉觀測(cè)頻率4次/天，觀測(cè)期35天線路隆沉位移觀測(cè)頻率l次/2h，觀測(cè)期35天管線隆沉觀測(cè)頻率2次/天，觀測(cè)期35天深層土體沉降監(jiān)測(cè)頻率l次/天C次加固區(qū)分層注漿加固地面隆沉觀測(cè)頻率2次/天，觀測(cè)期16天管線隆沉觀測(cè)頻率2次/天，觀測(cè)期16天房屋隆沉觀測(cè)頻率2次/天，觀測(cè)期16天深層土體沉降監(jiān)測(cè)頻率l次/天d盾構(gòu)推進(jìn)穿越線路盾首距離鐵路路基25m處盾首切入路基前，根據(jù)盾構(gòu)推進(jìn)施工影響范圍，選擇每臺(tái)盾構(gòu)機(jī)單獨(dú)過(guò)鐵路時(shí)各監(jiān)測(cè)橫斷面上對(duì)應(yīng)觀測(cè)點(diǎn)，每臺(tái)盾構(gòu)機(jī)此階段監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如下地面隆沉觀測(cè)頻率2次/天，觀測(cè)期3天路基隆沉觀測(cè)頻率2次/天，觀測(cè)期3天線路隆沉位移觀測(cè)頻率2次/天，觀測(cè)期3天深層土體沉降監(jiān)測(cè)頻率l次/天隧道內(nèi)沉降監(jiān)測(cè)頻率2次/天，觀測(cè)期3天管線隆沉觀測(cè)頻率2次/天盾首切入鐵路路基盾尾遠(yuǎn)離路基5m，此階段為監(jiān)測(cè)重點(diǎn)，每臺(tái)盾構(gòu)機(jī)此階段監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如下地面隆沉觀測(cè)頻率2次/天，觀測(cè)期4天路基隆沉觀測(cè)頻率l次/2h，觀測(cè)期4天線路隆沉位移觀測(cè)頻率l次/2h，觀測(cè)期4天深層土體沉降監(jiān)測(cè)頻率l次/天隧道內(nèi)沉降監(jiān)測(cè)頻率4次沃，觀測(cè)期4天管線隆沉觀測(cè)頻率2次/天應(yīng)力測(cè)試點(diǎn)頻率2次/天盾尾遠(yuǎn)離路基5m盾尾遠(yuǎn)離路基25m范圍，此階段仍然主要觀測(cè)路基及線路變形情況，直至觀測(cè)值穩(wěn)定收斂，每臺(tái)盾構(gòu)機(jī)此階段監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如下地面隆沉觀測(cè)頻率2次/天，觀測(cè)期2天路基隆沉觀測(cè)頻率4次/天，觀測(cè)期2天；頻率降為2次^^，觀測(cè)3天；若觀測(cè)值趨于穩(wěn)定，則1次/周觀測(cè)持續(xù)一月后結(jié)束線路隆沉位移觀測(cè)頻率4次/天，觀測(cè)期2天；頻率降為2次/天，觀測(cè)3天；若觀測(cè)值趨于穩(wěn)定，則l次/周觀測(cè)持續(xù)一月后結(jié)束每臺(tái)盾構(gòu)機(jī)穿越鐵路時(shí)，深層土體變化觀測(cè)點(diǎn)4個(gè)，頻率2次/天，觀測(cè)期8天；隧道內(nèi)沉降監(jiān)測(cè)頻率2次/天，觀測(cè)期2天。管線隆沉觀測(cè)頻率2次/天振動(dòng)及應(yīng)力監(jiān)測(cè)頻率2次/天通過(guò)采取以上措施，該工程克服了三線小凈距隧道穿越雙線鐵路干線的復(fù)雜影響所帶來(lái)的技術(shù)難題，使地表沉降累計(jì)沉降量控制在+10mm-30mm范圍之內(nèi)；有效地控制了隧道的變形，隧道(環(huán)片)沉降、位移的累計(jì)變化量在士30mm范圍之內(nèi)，累計(jì)邊長(zhǎng)變化量在土20mm范圍之內(nèi)；深層土體位移累計(jì)最大量在士30mm范圍之內(nèi)，分層沉降累計(jì)最大量在+10mm-30mm范圍之內(nèi)，保障了鐵路線路和隧道的安全，實(shí)現(xiàn)了三線并行隧道成功穿越列車(chē)時(shí)速為140km/h雙線鐵路干線的工程實(shí)例。權(quán)利要求1、一種三線并行下穿鐵路干線隧道的盾構(gòu)施工方法，其特征在于包括有如下步驟(1)選擇盾構(gòu)掘進(jìn)順序利用三維有限元對(duì)各施工順序和方法進(jìn)行模擬，取自重應(yīng)力場(chǎng)作為初始應(yīng)力場(chǎng)，采用ANSYS軟件、D-P模型，計(jì)算各施工順序工況條件下的地表位移、結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化，根據(jù)模擬試驗(yàn)結(jié)果選擇的盾構(gòu)掘進(jìn)順序?yàn)橄戎鹨皇┕蓚?cè)的隧道，后施工中間的隧道；(2)加固鐵路路基按照實(shí)際工況，建立三維連續(xù)介質(zhì)有限元模型，分析列車(chē)動(dòng)載對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響，根據(jù)動(dòng)應(yīng)力的影響程度，確立加固鐵路路基的方法為三線盾構(gòu)隧道下穿鐵路施工前，對(duì)下穿區(qū)域鐵路路基采取分區(qū)域加固的保護(hù)措施，線路兩側(cè)設(shè)置4.2m厚旋噴加固區(qū)，每側(cè)旋噴加固區(qū)由四排直徑為1.2m的旋噴樁相互咬合形成，咬合量為0.2m，兩側(cè)旋噴加固區(qū)之間的主加固區(qū)及及其外側(cè)路基的次加固區(qū)采取分層注漿加固的工藝，其中主加固區(qū)注漿加固參數(shù)Ps≥1.0Mpa，次加固區(qū)注漿加固參數(shù)Ps＝1.0Mpa，主加固區(qū)至次加固區(qū)的加固要求逐漸降低，在強(qiáng)度及剛度上形成過(guò)渡；所述分層注漿加固工藝為分層采用斜孔注漿，注漿孔與地面的夾角為30°，層高為0.5～0.8m，采用復(fù)合漿液，縮短膠凝時(shí)間，以控制注漿壓力和擴(kuò)散范圍，減小注漿對(duì)基床的影響；第一層斜孔注漿完成后，進(jìn)行下部深層注漿加固，注漿壓力和注漿速度應(yīng)根據(jù)線路變形的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整；(3)加強(qiáng)管片配筋采用荷載結(jié)構(gòu)模型，并根據(jù)三維動(dòng)力計(jì)算得到的動(dòng)應(yīng)力作為列車(chē)荷載，對(duì)單圓盾構(gòu)隧道橫斷面的內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算，得到的配筋加強(qiáng)方案為對(duì)鐵路下方中心線左右兩側(cè)各30m的范圍內(nèi)的鋼筋混凝土管片配筋進(jìn)行加強(qiáng)，同時(shí)對(duì)鐵路路基下方的管片摻入鋼纖維以增強(qiáng)其抗裂性，具體的方法為鐵路正下方即中心線左右兩側(cè)各5m的管片內(nèi)力較大，其配筋量比標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)增加31％～44％，為1022～1122，5m～10m范圍內(nèi)的配筋量比標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)增加17.6％，為922，15m以外采用標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)的配筋量；鐵路中心線左右兩則各6m的范圍內(nèi)采用鋼纖維砼管片，其他區(qū)域仍采用鋼筋砼管片，鋼纖維砼管片外采用24m的過(guò)渡區(qū)，過(guò)渡區(qū)內(nèi)的配筋比標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)增加17.6％，為922，過(guò)渡區(qū)外采用標(biāo)準(zhǔn)地段設(shè)計(jì)的配筋量；(4)三線隧道盾構(gòu)施工在盾構(gòu)穿越鐵路前，根據(jù)一定的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)信息，設(shè)定盾構(gòu)機(jī)的穿越施工參數(shù)，按照設(shè)定的參數(shù)順序推進(jìn)①合理設(shè)定正面土壓力三線隧道的土倉(cāng)壓力為開(kāi)挖面前端土體隆起0.5mm；②加強(qiáng)同步注漿在穿越鐵路期間先行兩側(cè)隧道每環(huán)同步注漿量均為2.5m3，漿液稠度為9～10cm，后行中間隧道每環(huán)同步注漿量均為2.7m3，漿液稠度為9～11cm；③控制掘進(jìn)速度先行兩側(cè)隧道盾構(gòu)掘進(jìn)速度控制在≤3cm/min，后行中間隧道盾構(gòu)掘進(jìn)速度控制在≤2cm/min；④控制軸線偏差在每環(huán)拼好后，及時(shí)測(cè)量盾構(gòu)和成環(huán)管片與設(shè)計(jì)軸心的偏差，先行兩側(cè)隧道糾偏量≤3mm/環(huán)，后行中間隧道糾偏量≤2mm/環(huán)，然后根據(jù)每環(huán)的測(cè)量結(jié)果和管片四周間隙情況，對(duì)盾構(gòu)機(jī)下一環(huán)的推進(jìn)提供精確依據(jù)，及時(shí)調(diào)整各區(qū)千斤頂?shù)纳扉L(zhǎng)量；⑤利用預(yù)埋注漿孔進(jìn)行壁后二次注漿在三線隧道并行段增設(shè)注漿孔管片，每環(huán)16個(gè)注漿孔，在后行隧道施工前，通過(guò)先行完成的兩條隧道內(nèi)的預(yù)埋注漿孔對(duì)土體進(jìn)行注漿加固，加固范圍為管片壁后2m，以加強(qiáng)隧道周?chē)耐馏w強(qiáng)度，待達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才施工后行隧道，后行中間隧道每掘進(jìn)完成5環(huán)，及時(shí)通過(guò)隧道內(nèi)預(yù)埋的注漿孔對(duì)土體進(jìn)行注漿加固，在盾構(gòu)穿越鐵路后，根據(jù)后期沉降情況，進(jìn)行二次注漿，二次注漿的漿液為雙漿液，漿液組成為水泥、水玻璃，漿液稠度9～10cm，漿液重量配比水∶水泥∶水玻璃為1∶1.2～1.5∶0.05～0.1，注漿壓力0.3Mpa，注漿量0.3-0.5m3，注漿速度10-15L/min；(5)監(jiān)測(cè)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程地表沉降監(jiān)測(cè)在區(qū)間隧道下穿鐵路干線兩側(cè)范圍內(nèi)，垂直于盾構(gòu)推進(jìn)方向設(shè)置7道地表沉降觀測(cè)斷面，平行于盾構(gòu)推進(jìn)方向設(shè)置9道地表沉降觀測(cè)斷面，采用精密水準(zhǔn)儀對(duì)布置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)范圍為盾構(gòu)前20環(huán)，后30環(huán)，在盾構(gòu)出洞后即開(kāi)始監(jiān)測(cè)，在盾構(gòu)推進(jìn)期間正常情況下2次/天，施工區(qū)域30～100米以遠(yuǎn)的已完成區(qū)段1次/周，1個(gè)月后且沉降速率小于3mm/周監(jiān)測(cè)頻率為1次/月，必要時(shí)可根據(jù)工程情況調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率，以滿(mǎn)足保護(hù)環(huán)境的要求；線路沉降監(jiān)測(cè)在盾構(gòu)推進(jìn)前先在地面上布置好變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在穿越區(qū)設(shè)置3道橫向沉降監(jiān)測(cè)斷面，即鐵路上下行線路中心各設(shè)置一個(gè)斷面，鐵路上下行線線路之間設(shè)置一個(gè)斷面，沉降點(diǎn)位采用鋼深層沉降點(diǎn)，橫向監(jiān)測(cè)斷面上監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置及監(jiān)測(cè)頻率與地表沉降相同；在建隧道(環(huán)片)沉降監(jiān)測(cè)沿著隧道推進(jìn)方向在隧道的管壁上布設(shè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在進(jìn)、出洞50環(huán)范圍內(nèi)，每隔5環(huán)布設(shè)一沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在其他部位每隔10環(huán)布設(shè)一沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，隧道沉降監(jiān)測(cè)與隧道施工過(guò)程同步進(jìn)行，每次監(jiān)測(cè)范圍為新施工區(qū)段100環(huán)，前期已完成區(qū)段100環(huán)；監(jiān)測(cè)頻率為距推進(jìn)面100m范圍內(nèi)1次/周，距推進(jìn)面100～200m范圍1次/15天，距推進(jìn)面200m以外已完成隧道，連續(xù)2次本次沉降＜3mm，監(jiān)測(cè)頻率降為1次/月，否則1次/15天，隧道貫通后一個(gè)月一次，直至隧道初次結(jié)構(gòu)驗(yàn)收；已建隧道變形監(jiān)測(cè)對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)切口前20m、盾尾后30m內(nèi)已建隧道進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率1次/天，在變形值超報(bào)警時(shí)要增加監(jiān)測(cè)頻率，2次/天，根據(jù)沉降量及沉降速率及時(shí)調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率；周邊深層土體監(jiān)測(cè)對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)切口前20m、盾尾后30m內(nèi)周邊深層土體進(jìn)行土體深層測(cè)斜、土壓力、空隙水壓力、分層沉降等監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率1次/天，在變形值超報(bào)警時(shí)要增加監(jiān)測(cè)頻率，2次/天，根據(jù)沉降量及沉降速率及時(shí)調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種三線并行下穿鐵路干線隧道的盾構(gòu)施工方法，屬隧道施工
技術(shù)領(lǐng)域：
。本發(fā)明的施工方法包括以下步驟利用三維有限元對(duì)各施工順序和方法進(jìn)行模擬分析，選擇盾構(gòu)施工順序；根據(jù)動(dòng)應(yīng)力的影響程度，選擇鐵路路基加固的方案；采用荷載結(jié)構(gòu)模型，計(jì)算確立鐵路列車(chē)動(dòng)載下的盾構(gòu)管片配筋加強(qiáng)方案；根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和盾構(gòu)機(jī)性能選擇施工參數(shù)，包括合理設(shè)定正面土壓力、加強(qiáng)同步注漿、嚴(yán)格控制掘進(jìn)速度、嚴(yán)格控制軸線偏差、利用預(yù)埋注漿孔進(jìn)行壁后二次注漿、加注泡沫或泥漿；采用嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)措施監(jiān)測(cè)盾構(gòu)施工過(guò)程，使施工單位能夠及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，保障施工的安全進(jìn)行。本發(fā)明不僅保證了工程施工質(zhì)量和施工安全，而且創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。文檔編號(hào)E21D11/00GK101126318SQ200710050138公開(kāi)日2008年2月20日申請(qǐng)日期2007年9月28日優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日發(fā)明者崔學(xué)忠,林李,強(qiáng)陳申請(qǐng)人:中鐵二局股份有限公司