重叠隧道盾构侧穿高压铁塔施工技术研究

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摘 要：随着盾构技术在地铁建设领域的广泛应用，不可避免的出现许多新建地铁隧道盾构施工穿越既有建筑物的情况，这直接会影响建筑物和隧道施工安全。文章以成都地铁2号线侧穿高压铁搭为例，采用数值模拟和现场监测方法，深入研究分析采取加固措施对高压铁搭的影响，可为今后重叠隧道侧穿类似情况提供经验借鉴。

关键词：地铁隧道；高压铁塔；重叠隧道；数值计算；侧穿

引言

随着城市化发展，地下轨道交通建设日新月异。不少城市在地铁建设期间遇到了一些非常复杂的地质条件，给建设施工带来很大的困难。成都地区的富水砂卵石地层，具有以下几个特点：在成都地铁隧道中，部分区间隧道穿越市区繁华商业区、高层建筑物、居民区以及地下管线工程，地质情况异常复杂，施工难度大。

1 工程概况

在成都地铁2号线修建中，有4座高压铁塔电杆基础与区间盾构隧道距离较近，对此4座高压铁塔从小里程方向编号，依次为3#～6#，其中4#、5#距离盾构隧道较远，其它2座均位于区间隧道不同程度影响范围之内。高压铁塔主管材质为Q235钢管，塔身采用法兰连接，塔身高约37.5m，下部采用不同类型基础，其中3#铁塔基础为桩基础，其它基础为钢筋砼独立基础。根据高压铁塔于隧道的位置关系，3#、6#高压铁塔需要进行加固，文章针对3#高压铁塔加固进行施工分析。

2 3#高压铁塔加固方案

2.1 施工方案

对3#号电杆进行隔断桩保护，桩体采用人工挖孔桩，桩深为19.7m，桩径1.2m护壁厚0.15m桩间距为2.5m或3m，桩间打入钢花管进行注浆加固。钢花管根据现场情况及加固效果布置。

图1 隧道与3#电杆基础剖面关系图

施工前对电杆基础与隧道邻接一侧地层进行注浆加固，以防隔断桩开挖对高压铁塔基础造成不利影响，注浆深度至稍密卵石层，采用梅花形布置，间距2米。范围从砂卵石层始，至右线隧道顶止，实际位置根据试现场情况及注浆效果进行调整。隔断桩施工过程中应注意对电杆进行临时保护。

2.2 数值模拟

按照工程概况，由于3#高压铁塔相距较远且近接盾构情况不同，故分别建立三维模型，模型纵向均取60m，横向均为80m（约12D），地层视为理想弹塑性材料，服从Mohr-Coulomb屈服准则；注浆层按弹性材料考虑，地层和注浆层均采用实体单元模拟；铁塔、加固桩均用弹性实体单元模拟，铁塔高度均为30m。

2.3 施工监测

左线开挖过程中3#高压铁塔有小幅上浮，但上浮位移较小，均在毫米级以下，且在左线开挖完成后上浮量最大为0.6mm，而右线开挖对铁塔影响较大，特别是当掌子面开挖至3#铁塔时，铁塔开始下沉，掌子面开挖越过铁塔后，竖向沉降开始少量增加，最大竖向沉降为3.3mm。即右线开挖至3#高压铁塔处开始对铁塔沉降产生较大影响，直至超过掌子面16m处，不过最大沉降完全满足建构筑物沉降标准。

3#高压铁塔断面处的地表横向沉降如图2所示。

可以看出，地表沉降主要由右线开挖引起，最大地表沉降为10.2mm，且沉降槽在隔断桩处迅速上升，使铁塔位置与隔断桩位置处的地表沉降相差达2mm，即说明隔断桩在盾构穿越高压铁塔是沉降控制效果较好，有效减少了3#高压铁塔的沉降量。

3 结束语

（1）经过隔断桩和注浆加固措施，盾构在穿越高压铁塔过程中沉降控制效果好，距离隧道越近的高压铁塔沉降值越大，但均控制的2mm以内，完全满足建构筑物沉降标准。具体沉降值见表1：

（2）由此可见，盾构穿越前须对沿线建构筑物进行调查，有针对性地制定施工应对措施及应急预案；对重要的建构筑物宜采取预先加固的措施，并采取数值模拟手段对相应工况和工程措施进行充分分析，以确定设计和施工措施的有效性；在盾构机穿越建构筑物过程中，必须做好信息化施工，根据监测数据及时调整掘进参数。另一方面正是由于对富水砂卵石地层邻近建构筑物施工缺少工程经验，目前仅是借鉴以往的其它工程经验和近接划分标准，以及针对性的数值模拟，预计隧道施工对建构筑物的影响。建议对该地层近接影响划分标准开展更大范围更大深度的研究，本工程案例可为该标准提供支撑。

参考文献

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作者简介：徐金锋（1980，12-），男，籍贯：陕西省，兰州交通大学研究生毕业，讲师，工作于西安铁路职业技术学院，研究方向：高速铁路测量、轨道维修、隧道施工。