上海地铁隧道某区段不均匀沉降的成功治理_汪小兵VIP免费

2012年第3期地下工程与隧道UNDERGROUNDENGINEERINGANDTUNNELS2012No．3设计与研究上海地铁隧道某区段不均匀沉降的成功治理汪小兵，王如路，刘建航(上海申通地铁集团有限公司)摘要:由于施工扰动和列车的运营震陷影响，当前运营隧道线路上一些地段存在程度不同的隧道不均匀沉降，从而引起道床与管片脱开、隧道纵缝张开、隧道渗漏水等情况。运营隧道的过大不均匀沉降如不及时控制，任其发展，将严重影响地铁结构及运营安全。通过上海地铁某区段双圆隧道不均匀沉降注浆治理工程实践，探讨了软土地区地铁隧道结构不均匀沉降的控制措施，对其注浆工艺和方案的进一步总结，可以为今后其他线路区间隧道结构整治提供参考。关键词:地铁隧道;不均匀沉降;预测分析;注浆治理;控制措施1工程概况上海地铁某区间隧道系为水平外径10．9m、竖向外径16．3m的双圆盾构隧道，于2009年年底建成并投入试运营。2010年2月发现产生较大不均匀沉降，平均沉降速率约为0．3～0．4mm/d，导致洞口和泵站附近隧道局部沉降坡度较大，为1．6‰左右(见图1)。产生沉降的区段隧道底部最大埋深为－14．58m，隧道位置所处的土层为④层淤泥质黏土和⑤1层黏土。这类土层较软弱，尤其是④层土，一经扰动，其强度明显降低，且在长达数年时间内进行较大的固结和次固结沉降(见图2)。根据隧道2010年2月、4月和5月实测沉降曲线和隧道下卧土层情况可知，除泵站位置外，其他区段隧道上下行线沉降情况基本相同。主要是由于双圆盾构推进过程对下卧④层淤泥质黏土扰动过大造成通车后的长期沉降。而泵站附近下行线沉降明显大于上行线，其原因是由于下行线外侧泵站采用冰冻法施工造成的泵站后期沉降，从而引起下行线隧道沉降，并同时造成上行线隧道沉降，两者之间差异沉降约为20mm。由于受到局部过大不均匀沉降的影响，该区段隧道多处出现渗漏水和泵站最大沉降位置处出现道床与管片脱开等现象。如不能较好地预测和及时控制，任其发展，将严重影响地铁隧道的结构及运营安全。图1隧道累计沉降发展情况图2隧道下卧土层情况2不均匀沉降发展预测为防止地铁隧道过大的长期不均匀沉降对地铁结构和列车运营的影响，应在充分考虑隧道沉降产生原因和土层性质的基础上，对隧道沉降发展趋—1—第3期汪小兵，等:上海地铁隧道某区段不均匀沉降的成功治理势进行预测，并及时采取针对性措施进行治理。2．1沉降指标隧道不均匀沉降的治理安排，主要是依据不均匀沉降的评价指标体系，其内容主要包括:1)沉降幅度:指某一区段不均匀沉降的最大累计沉降量。沉降幅度≥80mm，就意味需要立即整治，否则后期整治的工作量非常大且效果不佳。2)纵向沉降曲线曲率:主要反映地铁隧道纵向变化的平顺情况和变形曲率大小，一般以曲率半径表示。当某区段纵向曲率半径≤3000m时，需要采取相应的措施。3)沉降坡度:主要反映一定范围内隧道纵向沉降变形导致的管片之间错动，一般不允许出现沉降坡度≥1．6‰的情况。4)沉降速率:反映隧道沉降发展的速度，对于正在进行整治的隧道，当沉降速率≥0．02mm/d，应继续进行补浆，直至沉降速率趋于0mm/d。2．2沉降预测隧道因下卧土层扰动而引起的沉降可采用双曲线型的经验公式，按已有的沉降数据(见表1)，推算隧道沉降曲线中某点任一时刻的沉降量St:St=Smax1+αt(1)式中:Smax为隧道在不采用任何措施情况下的最终沉降量;α为计算系数;t为沉降至St时的时间。Smax和α的计算方法如下:式(1)可以写成:t=Smaxts()t－α(2)式(2)为线型方程，可根据表1中的已有监测数据采用最小二乘法回归计算得出:Smax=∑tiSi－tS()[]tti()－t∑tiSi－tS()[]t2(3)α=SmaxtS()t－t(4)表1最大沉降点的不同时间段的沉降情况编号(i)t/dS/mm13012．929034．9312043．2415751．2将表1中数据代入式(3)和式(4)中可得出:Smax=∑tiSi－tS()[]tti()－t∑tiSi－tS()[]t2=113．2α=SmaxtS()t－t=195将Smax和α代入到式(1)中，便可以计算出任何时刻最大沉降点的沉降量St。其他位置处的沉降可以参考最大沉降点的计算方法得出(见图3)。图3预测沉降曲线—2—第3期汪小兵，等:上海地铁隧道某区段不均匀沉降的成功治理3注浆孔位的选择目前，对于隧道沉降的治理，一般都采用注浆加固的方...