楊志勇， 楊 星， 江玉生， 王 棟， 鄭堯夫， 丁耀文

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)力學(xué)與建筑工程學(xué)院， 北京 100083)

0 引言

隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，城市新建地鐵線(xiàn)路與已運(yùn)營(yíng)地鐵線(xiàn)路不可避免地會(huì)出現(xiàn)近距離施工問(wèn)題，因此確保新建地鐵隧道的順利施工以及既有隧道的安全運(yùn)營(yíng)尤為重要。城市地鐵隧道大多采用盾構(gòu)法施工，其中盾構(gòu)始發(fā)和上跨是盾構(gòu)法施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是施工的重難點(diǎn)[1-5]。

目前，針對(duì)盾構(gòu)始發(fā)和穿越既有線(xiàn)的施工問(wèn)題，諸多相關(guān)學(xué)者對(duì)始發(fā)措施、既有隧道加固方案、既有線(xiàn)變形規(guī)律及監(jiān)測(cè)等方面進(jìn)行了研究。在始發(fā)措施方面： 謝銀龍[2]采用洞門(mén)密封鋼套筒和端頭加固的施工方案，成功解決了盾構(gòu)始發(fā)期間下穿既有運(yùn)營(yíng)地鐵隧道的施工問(wèn)題； 伍偉林等[3]為解決無(wú)端頭加固條件下的盾構(gòu)始發(fā)問(wèn)題，通過(guò)仿真計(jì)算和工程試驗(yàn)手段對(duì)盾構(gòu)始發(fā)鋼套筒設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)。在既有隧道加固方面： 武永珍等[4]通過(guò)三維有限單元數(shù)值計(jì)算方法，得出了對(duì)既有隧道交叉節(jié)點(diǎn)采用洞內(nèi)注漿加固的最佳設(shè)計(jì)方案； 劉明高[5]考慮實(shí)際工況因素對(duì)比了明挖、暗挖、路基邊坡3種隧道上跨既有鐵路隧道施工方案，得出了適合該工程的明挖法最佳施工方案。在既有線(xiàn)變形規(guī)律及監(jiān)測(cè)方面： 劉淼[6]通過(guò)對(duì)明挖隧道分層開(kāi)挖以及結(jié)構(gòu)回填過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，得出了加載再卸載階段對(duì)上跨既有隧道的影響規(guī)律； 黃德中等[7]將離心模型試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合，同時(shí)考慮地層損失和注漿等因素對(duì)盾構(gòu)上穿既有隧道過(guò)程進(jìn)行了研究，得出了穿越過(guò)程中縱向變形與時(shí)程曲線(xiàn)的變化規(guī)律； 易丹等[8]采用數(shù)值模擬的方法對(duì)頂管隧道上跨地鐵運(yùn)營(yíng)隧道所引起的隧道變形進(jìn)行全過(guò)程分析和研究，并將模擬結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比以驗(yàn)證模型的合理性； 朱紅霞[9]以某工程近距離下穿既有隧道為工程背景，提出既有線(xiàn)內(nèi)沉降監(jiān)測(cè)與隧道結(jié)構(gòu)收斂監(jiān)測(cè)技術(shù)相結(jié)合的監(jiān)測(cè)方式，完善了盾構(gòu)下穿既有線(xiàn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)。其他方面： 孟喬等[10]通過(guò)構(gòu)建三維有限元模型并引入修正系數(shù)對(duì)Peck公式進(jìn)行修正，總結(jié)出盾構(gòu)上跨施工誘發(fā)的地表沉降規(guī)律。

目前對(duì)于盾構(gòu)上跨既有運(yùn)營(yíng)隧道的研究大部分集中在既有運(yùn)營(yíng)隧道變形規(guī)律分析、既有運(yùn)營(yíng)隧道加固措施等方面，依托工程背景相對(duì)單一，單純研究盾構(gòu)上跨施工環(huán)境下的既有運(yùn)營(yíng)隧道變形、地表沉降規(guī)律、隧道加固措施等。本文以沈陽(yáng)地鐵10號(hào)線(xiàn)中醫(yī)藥大學(xué)站—松花江街站區(qū)間盾構(gòu)隧道上跨地鐵2號(hào)線(xiàn)既有區(qū)間隧道為工程背景，盾構(gòu)始發(fā)23 m后即開(kāi)始上跨既有運(yùn)營(yíng)隧道，且盾構(gòu)與既有隧道間距最小僅176 mm。盾構(gòu)始發(fā)階段上跨既有運(yùn)營(yíng)隧道施工技術(shù)與單純的盾構(gòu)上跨施工有較大的區(qū)別，除了考慮盾構(gòu)上跨施工措施外，還需結(jié)合工程情況對(duì)始發(fā)技術(shù)尤其是盾構(gòu)姿態(tài)控制措施進(jìn)行研究，而且盾構(gòu)與既有運(yùn)營(yíng)隧道間距越小，盾構(gòu)施工對(duì)既有運(yùn)營(yíng)隧道影響越大。因此，與以往的研究相比，本文的工程背景更加復(fù)雜，研究結(jié)論對(duì)小間距盾構(gòu)上跨既有運(yùn)營(yíng)隧道施工具有更好的參考和借鑒。

1 工程概況

沈陽(yáng)地鐵10號(hào)線(xiàn)中醫(yī)藥大學(xué)站—松花江街站區(qū)間(以下簡(jiǎn)稱(chēng)： 中—松區(qū)間)盾構(gòu)于中醫(yī)藥大學(xué)站始發(fā)，23 m后上跨既有地鐵2號(hào)線(xiàn)崇—岐區(qū)間。中—松區(qū)間隧道為標(biāo)準(zhǔn)單洞單線(xiàn)圓形斷面，線(xiàn)間距12～15 m，覆土厚度9.8～17.8 m，區(qū)間左線(xiàn)全長(zhǎng)1 220.245 m，共計(jì)1 018環(huán)，右線(xiàn)全長(zhǎng)1 234.533 m，共計(jì)1 028環(huán)，區(qū)間設(shè)2座聯(lián)絡(luò)通道，盾構(gòu)穿越地鐵2號(hào)線(xiàn)位置距離始發(fā)站—中醫(yī)藥大學(xué)站為23 m。既有2號(hào)線(xiàn)崇—岐區(qū)間為標(biāo)準(zhǔn)單洞單線(xiàn)馬蹄形斷面，采用礦山法施工，標(biāo)準(zhǔn)段外輪廓跨度6 m，高 6.5 m，初期支護(hù)厚250 mm，二次襯砌厚350 mm； 人防段外輪廓跨度9.3 m，高9.38 m，初期支護(hù)厚 300 mm，二次襯砌厚500 mm； 初期支護(hù)采用C25早強(qiáng)噴混凝土+鋼筋格柵，格柵間距0.5 m，二次襯砌采用C30防水鋼筋混凝土。上跨位置如圖1所示。

圖1 上跨位置情況圖

中—松區(qū)間選用1臺(tái)日本JTSC(石川島)φ6 140 mm土壓平衡盾構(gòu)，襯砌采用環(huán)寬為1.2 m的鋼筋混凝土管片，內(nèi)徑為5.4 m，外徑為6 m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50，抗?jié)B等級(jí)P10。盾構(gòu)從中醫(yī)藥大學(xué)站始發(fā)，在松花江街站調(diào)頭，最后在中醫(yī)藥大學(xué)站接收，完成該區(qū)間隧道掘進(jìn)過(guò)程。

中醫(yī)藥大學(xué)站始發(fā)段加固區(qū)域?yàn)? m×12 m，加固方式采取地面旋噴注漿及水平注漿相結(jié)合，盾構(gòu)始發(fā)后在14～40環(huán)上跨既有隧道，該期間盾構(gòu)埋深10.1～10.8 m，穿越的地層主要有中粗砂、礫砂、圓礫，區(qū)間地下水位埋深9.4～12 m，抗浮水位埋深6.4～9 m。由于臨近標(biāo)段正在進(jìn)行換乘通道施工，并且進(jìn)行24 h降水，實(shí)際水位為20～25 m，位于上跨段隧道下方，故不考慮地下水影響。穿越段既有2號(hào)線(xiàn)基本位于礫砂層。各地層的主要特性如表1所示。始發(fā)期間盾構(gòu)穿越的地質(zhì)情況如圖2所示。

表1 盾構(gòu)穿越地質(zhì)情況

圖2盾構(gòu)穿越地質(zhì)剖面圖

Fig. 2 Geological profile of shield-crossed section

2 上跨施工難點(diǎn)

1)盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)控制困難。既有2號(hào)線(xiàn)距離中醫(yī)藥大學(xué)站左線(xiàn)始發(fā)端僅23 m左右，且盾構(gòu)隧道距離既有線(xiàn)結(jié)構(gòu)最近處僅176 mm。盾構(gòu)掘進(jìn)至14環(huán)時(shí)就開(kāi)始上跨既有線(xiàn)路，因此，在始發(fā)階段盾構(gòu)姿態(tài)的調(diào)整距離極短； 由于盾構(gòu)以一定坡度始發(fā)，掘進(jìn)中要始終保持抬頭趨勢(shì)，而盾構(gòu)始發(fā)常會(huì)出現(xiàn)栽頭現(xiàn)象[1]，因此，對(duì)盾構(gòu)的姿態(tài)控制將是盾構(gòu)安全、順利上跨既有2號(hào)線(xiàn)的難點(diǎn)。上跨2號(hào)線(xiàn)的剖面位置如圖3所示。

圖3 上跨2號(hào)線(xiàn)位置剖面圖 (單位： mm)

Fig.3 Profile of Metro Line 10 overcrossing Metro Line 2 (unit: mm)

2)施工參數(shù)設(shè)置及控制困難。盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中沒(méi)有做試驗(yàn)段的條件，所有施工參數(shù)需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)提前設(shè)置好，一旦出現(xiàn)參數(shù)選取不當(dāng)很難及時(shí)調(diào)整，且盾構(gòu)穿越段主要為礫砂層及部分中粗砂層，掘進(jìn)過(guò)程中，容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩高、推力大等問(wèn)題。由于盾構(gòu)距離既有運(yùn)營(yíng)隧道僅176 mm，盾構(gòu)推力大小將對(duì)既有線(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定帶來(lái)較大影響，因此合理控制施工參數(shù)，尤其是較小盾構(gòu)推力的控制是盾構(gòu)上跨階段的難點(diǎn)。

3)運(yùn)營(yíng)隧道結(jié)構(gòu)變形控制困難。10號(hào)線(xiàn)盾構(gòu)隧道與2號(hào)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)隧道最近距離僅有176 mm，如圖3所示。盾構(gòu)上跨施工不可避免地對(duì)既有運(yùn)營(yíng)隧道產(chǎn)生影響，如何減小盾構(gòu)施工對(duì)運(yùn)營(yíng)隧道結(jié)構(gòu)的變形，確保2號(hào)線(xiàn)列車(chē)安全運(yùn)營(yíng)，也是本次施工的難點(diǎn)。

3 盾構(gòu)上跨關(guān)鍵技術(shù)

3.1 盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)控制技術(shù)

1)始發(fā)基座與導(dǎo)軌的安裝。既有2號(hào)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)隧道距離始發(fā)端頭僅23 m，因此為防止盾構(gòu)始發(fā)栽頭，特將始發(fā)基座按照原設(shè)計(jì)坡度的27‰進(jìn)行安裝。調(diào)整始發(fā)基座梁及始發(fā)基座中線(xiàn)以保證盾構(gòu)中線(xiàn)與區(qū)間設(shè)計(jì)中線(xiàn)重合，在刀盤(pán)距車(chē)站端頭洞門(mén)鋼環(huán)800 mm后固定始發(fā)基座位置； 反力架橫梁及立柱上下端均采用φ800 mm@10 mm 的鋼管支撐，斜撐一側(cè)采用 3 道φ800 mm@10 mm鋼管支撐，并直接焊接在車(chē)站混凝土底板預(yù)埋件之上，另一側(cè)則直接采用鋼管支撐與車(chē)站側(cè)墻搭接，在反力架的焊接過(guò)程中，對(duì)焊接鋼筋和鋼管等進(jìn)行嚴(yán)格的焊縫檢查。始發(fā)基座安裝如圖4所示。導(dǎo)軌分為2段，第1段安裝在始發(fā)基座前端至洞門(mén)密封處，長(zhǎng)度為800 mm； 第2段在洞門(mén)鋼環(huán)內(nèi)，長(zhǎng)度為450 mm，焊接在洞門(mén)鋼環(huán)底部。導(dǎo)軌的安裝如圖5所示。

圖4 始發(fā)基座安裝示意圖 (單位： mm)

圖5 導(dǎo)軌安裝示意圖

2)姿態(tài)實(shí)際控制情況。盾構(gòu)從刀盤(pán)至盾尾的距離約為6環(huán)，既有隧道橫截面的跨越距離左線(xiàn)和右線(xiàn)各為8環(huán)，線(xiàn)間距為5環(huán)，盾構(gòu)推進(jìn)至14環(huán)時(shí)刀盤(pán)到達(dá)20環(huán)處開(kāi)始進(jìn)入上跨段，至41環(huán)處完全結(jié)束上跨過(guò)程(此時(shí)刀盤(pán)在47環(huán)處)，在嚴(yán)格按照上述的始發(fā)技術(shù)準(zhǔn)備和上跨姿態(tài)控制措施后，盾構(gòu)垂直姿態(tài)變化情況如圖6所示。

圖6 盾構(gòu)姿態(tài)情況

盾構(gòu)推進(jìn)至10環(huán)時(shí)，由于盾構(gòu)操作失誤導(dǎo)致盾構(gòu)前盾姿態(tài)由向上變?yōu)橄蛳拢?5環(huán)后前盾姿態(tài)緩慢調(diào)整為向上，在上跨既有隧道前，盡管姿態(tài)略微保持在設(shè)計(jì)軸線(xiàn)以下，但卻有明顯的向上趨勢(shì)。為保證平穩(wěn)上跨，不再對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)進(jìn)行大幅度的糾偏； 上跨既有隧道過(guò)程中，垂直姿態(tài)以小趨勢(shì)上升且一直在設(shè)計(jì)軸線(xiàn)-10～0 mm范圍小幅度波動(dòng)； 當(dāng)盾構(gòu)完全跨越既有隧道后，垂直姿態(tài)保持穩(wěn)定在-5～+20 mm范圍。

3.2 上跨施工控制措施

1)施工參數(shù)控制。盾構(gòu)始發(fā)后23 m就開(kāi)始上跨既有線(xiàn)，無(wú)法做試驗(yàn)段來(lái)獲得最優(yōu)化上跨施工參數(shù)，土艙壓力作為盾構(gòu)施工參數(shù)控制的基礎(chǔ)，其取值范圍尤為重要[11]。本工程在上跨施工前根據(jù)臨近地層施工調(diào)研、沈陽(yáng)地鐵施工規(guī)范、開(kāi)艙報(bào)告等，選取朗肯主動(dòng)土壓力的計(jì)算方法，土艙壓力

ST=Kaσv+pw+20

。

(1)

式中：Ka為盾構(gòu)斷面礫砂和圓礫的主動(dòng)土壓力系數(shù)，結(jié)合規(guī)范取值為0.3；σv為隧道頂部的上覆土壓力，kPa，由于盾構(gòu)埋深較淺(小于2倍盾構(gòu)直徑)，不考慮成拱因素，故上覆土壓力采用全覆土計(jì)算；pw為隧道頂部的靜水壓力，kPa。經(jīng)計(jì)算，土艙壓力取值0.08～0.1 MPa。

為了減小上跨過(guò)程對(duì)既有隧道的擾動(dòng)，結(jié)合土艙壓力的取值，將推力減小并控制在25 000 kN以?xún)?nèi)； 同時(shí)掘進(jìn)速度限制在20～40 mm/min。推力和掘進(jìn)速度是反映盾構(gòu)掘進(jìn)對(duì)周?chē)馏w擾動(dòng)程度的重要參數(shù)[11-13]，因此，本工程擬定盾構(gòu)上跨既有隧道施工的主要掘進(jìn)參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 擬定盾構(gòu)上跨掘進(jìn)參數(shù)

2)克泥效減摩措施。克泥效工法是指在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，利用注漿設(shè)備向盾體和地層的孔隙中注入克泥效，從而起到控制地表沉降的作用[14]。盾殼和四周土體間填充了克泥效，除了能減小地表沉降外，克泥效還能起到良好的潤(rùn)滑作用[14-15]，減小盾殼與土體的摩擦力，從而減小盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中盾殼對(duì)土體側(cè)向摩擦而產(chǎn)生的對(duì)既有結(jié)構(gòu)的側(cè)向荷載，減小既有線(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)變形。

在盾構(gòu)刀盤(pán)距離2號(hào)線(xiàn)既有線(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)1環(huán)(管片拼裝環(huán)數(shù)為13環(huán))時(shí)，開(kāi)始注入克泥效，每環(huán)注入量0.4～0.5 m3，注漿壓力為0.1 MPa左右(略大于土艙壓力)，且僅在盾殼底部注入。整個(gè)過(guò)程的推力、轉(zhuǎn)矩參數(shù)情況如圖7所示。在加入克泥效后，盾構(gòu)的推力有了明顯的降低，從24 000 kN降至18 000 kN左右，減小了25%，同時(shí)轉(zhuǎn)矩在該范圍開(kāi)始變得平穩(wěn)； 上跨施工結(jié)束停止注入克泥效后，推力、轉(zhuǎn)矩逐漸恢復(fù)正常。

圖7 盾構(gòu)參數(shù)情況

3.3 既有運(yùn)營(yíng)隧道加固

既有2號(hào)線(xiàn)隧道采用I16工字鋼制作成鋼骨架對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐保護(hù)。鋼架由各單元構(gòu)件拼裝而成，各單元間采用螺栓連接。所有單元構(gòu)件在隧道外加工完成后進(jìn)入人防段內(nèi)進(jìn)行拼裝。鋼架的設(shè)計(jì)要求沿鋼架周邊輪廓拼裝偏差不大于±30 mm，平面翹曲小于±20 mm，螺栓孔眼中心間距公差不超過(guò)±1 mm。鋼架間距設(shè)置為1 m，凈距約0.5 m，設(shè)置范圍為沿既有隧道兩側(cè)各10 m(共20個(gè)鋼架)，鋼架的安裝由立柱開(kāi)始，立柱與既有2號(hào)線(xiàn)道床采用膨脹螺栓連接，立柱安裝完成進(jìn)行橫梁安裝，最終進(jìn)行拱部構(gòu)件的安裝。所有的螺栓連接節(jié)點(diǎn)要連接緊密無(wú)縫隙，拱部與既有結(jié)構(gòu)保證密貼，無(wú)法保證的位置采取鋼楔子進(jìn)行楔緊。鋼架為臨時(shí)結(jié)構(gòu)，其運(yùn)輸及安裝過(guò)程均為人工，且僅在列車(chē)停運(yùn)時(shí)段(1:00-4:00)進(jìn)行工作，待10號(hào)線(xiàn)盾構(gòu)施工通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定后進(jìn)行拆除，拆除的順序與安裝相反。既有2號(hào)線(xiàn)人防段保護(hù)措施斷面如圖8所示。

圖8 既有2號(hào)線(xiàn)人防段保護(hù)措施斷面(單位： mm)

Fig.8 Reinforcement of air defense section in existing tunnel (unit: mm)

4 既有隧道結(jié)構(gòu)變形分析

始發(fā)上跨階段采用實(shí)時(shí)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)既有2號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在安裝完鋼骨架的同時(shí)選取了既有線(xiàn)的13個(gè)斷面布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在每個(gè)斷面的既有線(xiàn)結(jié)構(gòu)上布置6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中，在拱頂布置2個(gè)測(cè)點(diǎn)(S4-1、S4-6)、在斷面中間位置兩側(cè)各布置1個(gè)(S4-2、S4-5)，4個(gè)測(cè)點(diǎn)可大致反映整個(gè)斷面的變形輪廓； 最后在軌道頂面再布置2個(gè)測(cè)點(diǎn)(S4-3、S4-4)用于精測(cè)軌頂標(biāo)高的變化。既有2號(hào)線(xiàn)的斷面選取情況和4-4斷面的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置情況分別如圖9和圖10所示。

圖9 監(jiān)測(cè)斷面位置情況

圖10 4-4斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖 (單位： mm)

Fig.10 Layout of monitoring points on cross-section 4-4 (unit: mm)

根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，盾構(gòu)在上跨階段變形量最大的截面為4-4斷面，且右線(xiàn)隧道的變形量明顯大于左線(xiàn)，因此對(duì)右線(xiàn)4-4斷面的6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的豎向變形量和盾構(gòu)掘進(jìn)方向(東側(cè))變形量進(jìn)行分析。右線(xiàn)4-4斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變化情況如圖11和圖12所示(圖中向上或向盾構(gòu)掘進(jìn)方向變形量為正，向下或向盾構(gòu)掘進(jìn)反方向變形量為負(fù))。變形控制值和預(yù)警值如表3所示。

圖11 右線(xiàn)4-4斷面豎向變形量-環(huán)數(shù)變化圖

Fig.11 Vertical displacement varies with number of segments at cross-section 4-4 in right line

圖12 右線(xiàn)4-4斷面東側(cè)變形量-環(huán)數(shù)變化圖

Fig.12 East deformation varies with number of segments at cross-section 4-4 in right line

表3變形控制值和預(yù)警值

Table 3 Deformation control and early warning values mm

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目預(yù)警值控制值結(jié)構(gòu)水平位移4.26結(jié)構(gòu)豎向位移4.26道床水平位移2.84道床豎向位移2.84

從圖11的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以得出： 盾構(gòu)刀盤(pán)在未進(jìn)入上跨段前，既有線(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定下沉在0.5 mm左右； 在刀盤(pán)進(jìn)入至盾尾脫出階段，變形量在盾構(gòu)重心(刀盤(pán)后約2環(huán)處)通過(guò)既有隧道后開(kāi)始大幅度向上回彈(盾構(gòu)掘進(jìn)至25環(huán)時(shí)刀盤(pán)處于31環(huán)，盾構(gòu)重心位于28環(huán)，重心已經(jīng)出既有隧道)，回彈量約占最終變形量的43%；隨著盾尾的逐漸脫出，既有隧道最終向上的變形量穩(wěn)定控制在2 mm范圍內(nèi)。

根據(jù)圖12的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出： 在刀盤(pán)未進(jìn)入上跨階段前，由于盾構(gòu)參數(shù)的調(diào)整過(guò)程以及推力作用于土體產(chǎn)生的土壓分力作用，使既有線(xiàn)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沿盾構(gòu)掘進(jìn)方向的位移且變形量波動(dòng)性較大；在刀盤(pán)進(jìn)入至盾尾脫出階段，向盾構(gòu)掘進(jìn)方向的變形量在刀盤(pán)位于隧道正上方時(shí)開(kāi)始迅速增加； 隨著盾尾的逐漸脫出，變形量很快又趨于穩(wěn)定，最后沿盾構(gòu)掘進(jìn)方向的變形量控制在0.8 mm范圍內(nèi)。

通過(guò)對(duì)圖11、圖12和表3的數(shù)據(jù)分析可以看出，實(shí)際的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)小于變形控制值，同時(shí)也未達(dá)到變形預(yù)警值，說(shuō)明本工程的始發(fā)及上跨施工措施具有一定合理性。

5 結(jié)論與討論

通過(guò)采取盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)控制、注入克泥效、隧道加固關(guān)鍵技術(shù)保證了沈陽(yáng)地鐵10號(hào)線(xiàn)上跨既有地鐵2號(hào)線(xiàn)，對(duì)本工程施工控制措施總結(jié)如下：

1)通過(guò)調(diào)整始發(fā)基座與盾構(gòu)隧道軸線(xiàn)坡度一致，并在洞門(mén)鋼環(huán)處焊接導(dǎo)軌，同時(shí)選取合理的掘進(jìn)參數(shù)，能夠有效地對(duì)上跨階段的盾構(gòu)姿態(tài)進(jìn)行控制，確保盾構(gòu)按照原設(shè)計(jì)坡度上坡始發(fā)，避免盾構(gòu)栽頭。

2)在上跨既有運(yùn)營(yíng)隧道前，對(duì)盾殼底部注入克泥效可有效減小盾殼與土體間的摩擦，間接減小盾構(gòu)推力，從而減小了盾構(gòu)上跨過(guò)程中對(duì)既有運(yùn)營(yíng)隧道的擾動(dòng)。

3)盾構(gòu)刀盤(pán)進(jìn)入上跨段前，由于刀盤(pán)推力作用于土體，且土壓力擴(kuò)散并產(chǎn)生向下和向盾構(gòu)掘進(jìn)方向的2個(gè)分力分別作用于既有隧道，使既有隧道產(chǎn)生上述2個(gè)方向的位移變形；而隨著盾構(gòu)重心通過(guò)既有隧道，豎向變形開(kāi)始回彈，盾尾脫出后，向上的豎向變形逐漸趨于穩(wěn)定，盾尾完全脫出既有隧道后，盾構(gòu)掘進(jìn)方向變形迅速趨于穩(wěn)定。

本文僅對(duì)中—松區(qū)間左線(xiàn)盾構(gòu)上跨既有2號(hào)線(xiàn)崇—岐區(qū)間右線(xiàn)隧道工況下(盾構(gòu)與既有運(yùn)營(yíng)隧道間距176 mm)的既有隧道變形規(guī)律進(jìn)行了分析，左線(xiàn)盾構(gòu)上跨2號(hào)線(xiàn)左線(xiàn)隧道間距為580 mm，右線(xiàn)盾構(gòu)上跨2號(hào)線(xiàn)左、右隧道間距分別為1 270 mm和1 370 mm，不同間距對(duì)既有隧道變形的影響是一個(gè)值得深入研究的問(wèn)題，可為今后盾構(gòu)上跨既有線(xiàn)的設(shè)計(jì)提供參考。