的盾构隧道不可避免地穿越或邻近已有建筑物* 盾构施工会在地层中产生卸荷效应，
过程中，盾构需要 地 保 方 #围土 ■的影借助数值分析 对盾构 的 施工 进行了生 ， 递到建筑 时会引起地基变模拟， 并分析了盾构施工对地层变形、燕墩结构 及
变形的影响，在此基础 进控制措施。现
了相应的地 方案 构，
措施后，*盾构隧道 近建筑 有 响，即 、倾斜以及开裂⑴国内外学者主要从*构及周边环境的变形得到了有效控制。关键词地铁隧道；盾构施工； 保 筑理论、数值 和
盾构施工对相
筑物的
研究*
,
[2] •中图分类号TU433DOI： 10.16037/j. 1007 -869x.2019.08.025了实测隧道 筑 线隧道已有的Peck
地基基础
律,提出了采用单[3]将土
公式叠加得到双线隧道的律* 失简化为扰InOuence of Shield Constructivn on Historical
Protrctivn Buiieivg and Control Technolegy
HUANG Shan, WANG Weixing, LI Guyang, LI Xi-
coliang, WANG Haifei, XU Qianwei, SUN Zili
Abstract Duaing theconstauction ofTianqiao-Yongdingmen
动 ，近筑物的盾构施工引起的地，降
了理论
和数值 ，提了盾构临近建筑施工的控制措施* [4] 工程实际,基筑 与隧道中 的 和 筑 不同基础,用 值 的
筑 基础 的 *研究了隧道开 上inteavaltunnelon Bei.ing metao Line 8, theshield machine needsto pasbeneath thesideofYandun, ahistoaicalpaotec-
tion building.In oadeato study thestaatum defoamation, the stauctuaalstaessand defoamation ofYandun caused by the
在北京地铁8号线天一永定门 区间隧
墩 -道施工过程中，盾构需
* 墩属 值
重点保护
shield constauction, thedynamicconstauction paocesofshield
构，且年代较为 ，盾构掘，machinesidepassing beneath Yandun aaesimulated by means ofnumeaicalanalysissoftwaae.On thisbasis, co aesponding staatum aeinfoacementand theshield tunneling contaolmeasuaes aaeputfoawaad.Asaevealed by thefield monitoaing aesults,
其结构安全造成 *有 ，借 ：
软件对盾构侧 墩的施工过程
研究了盾构近 施工 起的地层 受力和
墩的和施工控的 ，提了地层加固
afteataking aelevantpaevention and taeatmentmeasuaes, the stauctuaaldefoamation ofYandun stauctuaeand thesu aounding enviaonmentaaeefectively contao led.Keywords metao tunnel; shield constauction; histoaicalpao-
措施，相关成果可为今后 工程提供借鉴和参考*1天桥站一永定门外站区间于K34 + 802. 400处 侧穿北京市保护 筑一燕墩*燕墩是一座tection buildingFvrsttauthorssaddress ChinaRailway Fifth Buaeau Elec-
taicChengtong Company, 410205, Changsha, China台，其上竖有清乾隆 一座，是北京著o引言随着城市轨道交通系统的快速发展，越来越多国家自然科学基金项目(41672360)刻之一。燕墩 宽上狭,平 ，台底各边长14. 8 m,台面长13.9 m,台底至台
约8定*燕墩位于区间西侧， 线小距离为-113 -7.915 m,此处盾构线间距为16. 8 m,覆土 22. 3 m*
地铁线路与燕墩的空
2.4置 1所示。13.914.822.33 隧道侧 墩表1 土体物理力学参数地
重度///切孔隙渗透尺寸单位:m层(kN/m3)kPa(°)量 /MPa量 /MPa率/( m/d)图1燕墩与隧道立面关系示意图1 6501 570
023.258.008.6430.004. 464. 5736.672. 060. 730. 720. 650. 820. 620. 810. 602. 300. 2369.002.1116.923. 619. 762 了盾构穿越施工区段的地质剖面*该&3'31 6291 600
021 . 67处隧道埋 为22. 3 m,地下水 隧道顶部约为11.9230.007. 830. 230. 710. 2381.002 0001 6701 4970022.5018.9439.5840.008.8030.0018.274. 580. 501 400.009. 9227.0839.58⑦21 6471 694
0012.5018.2745.000. 452 300.00表2弹性实体单元计算参数类别管注浆层量/MPa切量/MPa密度/(kg/m3)19 20012 5002 5001 9001 6003331 720
1541 740墩墩台2.2 拟照实际施工工
开
，即左线隧道先开挖24 m,左、右线隧道随后一同开挖36 m,右线
隧道再开挖24 m*左、右线隧道每次开挖长度为5 6定,隧道衬砌施作和注浆施工
图2区间地质剖面示意图后开 6m*开 护 照太沙基松动土
侧9
，为2152盾构侧穿燕墩施工模拟2.1计 型3
了盾构侧 墩的数值
隧道顶部侧 为140 kPa,中
kPa, 度为 25 kPa*，土3计算结果分析3.1地层竖向变形、线盾构 完后的总体竖
4体横向边界长68.0 m,竖向边界长48.3 m,纵 边
界长度60.0 m,左、线隧道 827 的 构*的是从力7 到所示。最大 值约为10.07 mm,发生在左线隧道
为考虑地下水渗流与土 态 之间的相
开挖造成的 827 拱和777 地表位置；最大隆起值约为
，采用流-固11.37 mm,发生在左线隧道827 拱底附近*性模**地基土、燕墩、管和注浆层均采用实
,地基土采用Mohr-Zoulomb
,墩、管和注浆层采用
5为值 得到的盾构 到达不同管片置时的地表竖 断面的 *线断
墩中
的第800 管 置*同性弹性
土层、管、注浆层
*所示・ 114 -墩的 参 表1〜表2地表 线有一 值，最大 值为5.91mm,出现在 墩20 m 分析*的位置盾构通 后的地表竖 线 ，该断：均发生 ，且J-15 -01附近区域 值最大为的地表竖 生
表现为 盾构的接近而逐步发，而当盾构远离该监测断面后，则沉降值趋*I- 1.0070E-002 -1.0000E-002 -1.0000E-002 —7.5000E-003 -7.5000E-003 -5.0000E-003 -5.0000E-003 -2.5000E-003 -2.5000E-003 0.0000E+000 0.0000E+003 2.5000E-003 2.5000E-003 5.0000E-003 5.0000E-003 7.5000E-003 7.5000E-003 1.0000E-002 1.0000E-002- 1.1369E-002单位:m〜〜〜〜〜〜〜〜-2.2214E-003 ~ -2.0000E-003
-2.0000E-003 -1.5000E-003 -1.5000E-003 -1.0000E-003 -1.0000E-003 -5.0000E-004 -5.0000E-004 0.0000E+000 0.0000E+000 5.0000E-004 5.0000E-004- 1.0000E-003 1.0000E-003 1.3551E-003单位:m〜〜〜〜〜〜图7左右线隧道开挖完成后燕墩竖向位移图图4左、右线盾构掘进完成后竖
O
云图22
、能赳叵郵
82环87环92环9702环07环12环17环22环
右线盾构刀盘所在环数刃环环
图8燕墩各角点竖向位移图0 10
30
距燕墩的距离/m20 40 503.4燕墩结构应力分析9、 10 、右线盾构开挖后燕墩的最大图5数值模拟第800环监测断面处地表竖向位移曲线3.2孔隙 分析6为盾构通过后的土体孔隙水
由于施工扰动引起开 附近土体膨胀，在开
和最小 云图，燕墩大拉 为0.139 MPa，最大压应力为0.461 MPa*最大主应力对 *'大拉 ， 小 大 ，构的燕墩来说，盾构施工引起的拉 在其附近形成负的超孔隙水 动,后期由
孔隙水
，孔隙水向开 附近范围内*■ -1.7948E+004 0.0000E+000| 0.0000E+000 2.0000E+004 2.0000E+004 4.0000E+004_ 4.0000E+004 6.0000E+004Z 6.0000E+004 6.0000E+004_ 8.0000E+004 6.0000E+005 1.0000E+005 1.2000E+00511.2000E+005 1.3898E+005单位:Pa的 会使土体发生固 ，这 会对地表的燕墩产生不利 *-5.2775E+005 -5.0000E+005 -4.5000E+005 -4.0000E+005 -3.5000E+005 -3.0000E+005 -2.5000E+005 -2.0000E+005 -1.5000E+005 -1.0000E+005 -5.0000E+004 0.0000E+000 5.0000E+004 1.0000E+005 1.5000E+005 2.0000E+005 2.5000E+005 3.0000E+005 3.5000E+005 3.6789E+005单位:Pa〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜图9燕墩最大主应力云图■ -4.6076E+005 ■ -4.5000E+005 ■ -4.0000E+005 Z -3.5000E+005 2 -3.0000E+005 2 -2.5000E+005 2 -2.0000E+005 --1.5000E+005 I -1.0000E+005 □ -5.0000E+004 -4.5000E+005-4.0000E+005-3.5000E+005 -3.0000E+005 -2.5000E+005 -2.0000E+005 -1.5000E+005 -1.0000E+005 -5.0000E+004 -2.7510E+004单位:Pa图6左、右线隧道开挖完后的孔隙水压力3.3燕墩结构变形分析7
得到盾构开挖完成后的燕墩竖移云图，图8 了墩 点的 线图*〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜线隧道开挖20 燕墩
，
后，此时盾构并没有通
点所在区域外，均发生墩,有一个微小的隆起 ；左线隧道开挖5010 墩 小 云后，燕墩 J-15 -04
盾构开挖区域最近的J-15-01附近区域4施工控制措施及实测数据分析4.1盾构穿越燕墩的保护1）由
值最大为1.85 mm；左、线隧道开挖完后，燕
墩J-15-04附近区域发生微小的隆起变形，其余区域墩基座
线盾构施工的影响范・115・围内，
量、二
线盾构施工时，除严 照盾构施工工4.2盾构掘进参数管理控制和
孔 的保护
，采 大同步注浆及二次注浆注浆及在左线隧道采用加强4. 2. 1图13为789〜815环推进时实测土仓上部土压力与理论 值的比较。 隧道平均埋深22.3定， 太沙基松动土 公 得土 理论*同 注浆量不小 筑空隙的220%，二 注浆量不小于同步注浆量的25% *盾 构 墩的
置范围 11所示*保护起点蚩程
值为0. 100〜0. 127 MPa *由图13可知，大部II16.63 II
眩 34+784.3#IIII孑侧穿起点单程匚,II1(34+794.3；3二次深孔注:吟域加强型衬彻玉\"侧穿终点』L34+809.2涉 i 保护区域终点重程图13 土仓压力实测值与理论计算值4.2.2推力管理图11盾构侧穿燕墩加强衬砌环设置平面图土压平衡盾构来说，盾构 的 就2） 孔 每
16
12所示，二次深孔注浆即通过加程中盾构遇到的全部
理论
之和，盾构管片（管
注浆孔
由&20 mm 至&22 mm）吊值是20 794〜29 706 kN*实 盾构总钢花管 管片壁后注浆,为14 000〜20 000 kN，比理论
实际施工采
值小,因管片的 孔 注浆孔共有，以 起过大 *， 均 置*挡土墙4. 2. 3理论 公式可得 扭矩值为2 326〜
5 815 kN・m,实测789〜815环扭矩值在1 800〜
永定门外大街 35.5 m2 500 kN・m范围内，靠近经验 值下限，比理论
计算值略小。4.2.4 盾构掘进参数管理区盾构实测的
i速度在60〜70 mm/min间波 II
动，螺旋输送机转速在5.5〜6. 5 r/min间波动，刀I二次深孔加强引I
注桨区域线速在0.9〜0.94 r/min间波动。 土 力 实测值可以
证盾构
， 的
盾构 参 基：够与支护力相等，有效控制了[8 7206 360加强型材环〜地表的
O尺寸单位:mm*4.3
表
测地表变形分析14为实际施工中地表监测断面所反映的地
图12盾构侧穿燕墩段二次深孔注浆断面示意图线*与5中值 果相 以的地表 盾构 大 值均出现在
二 孔注浆工 程及注浆设备同二次补
发现,二者所
律基本一致， 的 I规墩20 m浆，浆液采用水泥-水 液浆，浆液配比同二次的位置。数值 得 大 量5.91 mm，补浆浆液配比，注浆 为0.5〜0.8 MPa，注浆应
控制在 开 20 m *116・略高于实测最大沉降量3.6 mm，这说明实际施工 时实施的二次注浆有效控制了地表的 量*00.5右线刀盘所在环数15结4并未产生隆起变形,这是由于盾构采取欠压
推进所致。2.02.5——77]♦力7亠782山十792+ 7975结语北京地铁8号线侧穿燕墩的工程实例，通
值
y-807夕*8173.03.50
软件对盾构施工过程
和盾构
动态 ，结10 20 30 40 50合现 参数,得到以 论：距燕墩的距离/m图14实测第800环监测断面处地表变形历时曲线1) 地表竖 逐步发生 ，盾构 表现为 盾构[而断面后， 值趋于,4.4实测燕墩变形分析15 了实测得到燕墩 8和15
点的沉降*2)
盾构 , 墩 生
*
墩
, 盾构 ，燕沉降值小于2.5 mm,在控制范围内。生沉降变形,且沉降值小于2.5 mm,在控范围内，这与数值 一致。但在实测结果中,J-3) 采 理的盾构 参数和二 孔注浆 工 有效 盾构开 上 筑的 *参考文献[1 ]刘严联•城市轨道交通隧道下穿建筑物施工方法优化研究
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以
，提了基 车乘客单排的 *密度的城市轨道交通站台宽度 研究。结果表明，
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台宽度 台宽度
我国现行《地铁
运输系统工程与信息，2016, 16(3 )：148•公式更合理*研究结论可为进一步完
(收稿日期：2018 -03 -23 )・117・
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