２０１１年７月第７期 城市道桥与防洪 管理施工 １８９ 隧道预留超近距离地铁盾构穿越条件研究 高卫平 （上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海２０００９２） 摘要：结合上海市迎宾三路隧道需预留超近距离地铁盾构穿越工程实例，对该穿越节点基坑支护方案进行比选，采用了超短 地下连续墙与长ＳＭＷ工法桩相结合的基坑支护方案，并在设计中采取一系列综合措施，既预留了盾构顺利下穿条件，同时确 保了隧道基坑施工及后期安全，对今后类似工程具有一定参考价值。 关键词：预留盾构超近距离穿越；超短地下连续墙；ＳＭＷ工法桩；迎宾三路隧道；上海市 中图分类号：Ｕ４５５．４３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—７７１６（２０１１）０７—０１８９—０３ １ 工程概述 ２工程地质条件 上海市迎宾三路隧道是上海虹桥枢纽对外辅 拟建场地为古河道沉积区，自上而下可分为 助通道，枢纽及其以东周边地区和中心城之间的客 八个大层，１１亚层及１个夹层。其中①层为近代 运专用通道，隧道段布置双向４车道机动车专用。 人工堆填，②～⑤层为第四纪全新世Ｑ４沉积层， 隧道西起虹桥综合交通枢纽的规划迎宾三路，穿越 ⑥～⑧层为第四纪上更新世Ｑ３沉积层。 虹桥机场向东延伸，与东侧的现有迎宾三路相接。 迎宾三路隧道底板落于④ｔ层灰色砂质粉土， 该隧道工程西侧矩形箱涵位于七莘路以西， 地铁１７号线区间穿越土层为⑤层灰色粉质粘土。 规划迎宾三路南侧，为地下两层箱型结构，采用明 地下水由浅部土层中的潜水及赋存于④ｔ层 挖顺做法施工。交汇段地铁１７号线迎宾三路站一 的微承压水、赋存于⑤ ⑦ 层及⑧ 层中的承压 沪青平站区间为双线单圆盾构隧道，外径６．２ ＩＴＩ。 水组成。根据地质报告，设计时地下水潜水水位按 地铁区间以盾构形式下穿迎宾三路隧道矩形箱涵 上海市年平均水位埋深０．５ ｍ采用。④ 层微承压 段，盾构距箱涵底板最近处仅２．５ ｍ，如此超近距 水水位埋深４．１０～５．８３ ｍ，⑦ 层承压水水位埋深 离预留盾构下穿在类似工程建设中较为罕见。 ５．９３～８．２１ ｍ，局部区域⑤一⑦：及⑦ 层连通。 交叉段平面布置见图１所示。 土层参数见表１所列。 表１场地土层参数表 图１ 地铁１７号线与迎宾三路隧道平面关系图 收稿日期：２０１１－０４—１９ 作者简介：高卫平（１９７７一），男，山东成武人，硕士，工程师，从 事地下工程设计工作。 参考文献 的影响分析［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２２（增２）：２８５７—２８６０． ［１】关宝树．隧道工程施工要点集［Ｍ】．北京：人民交通出版， ［４】李俊鹏，等．开挖过程中隧洞围岩应力释放规律的数值研究 ２００３，１５２—１６３． 『ＪＪ．水利与建筑工程学报，２００７，（１２）。 【２］胡庆安，崔刚，蒋丽君．空间反向荷载法模拟隧道开挖…．隧道 【５】张传庆，等．应力释放法在隧洞开挖模拟中若干问题的研究 建设，２００６，２６（４）：３—５． ［Ｊｊ．岩土力学学报，２００８． ［３】赵德安，蔡小林，陈志敏，等．侧压力系数对隧道衬砌力学行为 １９０ 管理施工 城市道桥与防洪 营隧道带来较大风险。 ２０１１年７月第７期 ３预留超近距离盾构穿越节点研究 根据线路总体布置，规划轨道交通１７号线在 迎宾三路隧道ＸＫ０＋４１６．４００～ＸＫ０＋３９２．７００之间， 采用两根单圆盾构穿越，且两者净距较小，最近处 方案二的优点：有效地避免了盾构机直接切 削地下连续墙，降低了ｌ７号线后期建设的风险和 施工难度，同时也减少了１７号线施工的工期和造 价；盾构的在无障碍的条件下穿越，对隧道的不利 影响小；综合风险较小。不足之处在于该项施工需 采取必要技术措施确保基坑施工安全。 仅２．５ ｍ。该范围内隧道的基坑深１６～１７．２ ｍ，属 软土地区深基坑，一般采取地下连续墙围护。隧道 施工须考虑后期实施规划轨道交通１７号线盾构 顺利穿越条件，同时确保该隧道基坑开挖及后期 经过对穿越段结构方案深人比较及分析研 究，充分考虑地铁１７号线和该工程的综合风险， 结构的安全。 ３．１基坑支护方案确定 ３．１．１方案一：该范围隧道主线仍采用地下连续 墙施工 隧道主线采用１ ｍ厚地下连续墙围护，盾构 施工须穿越与之相交的地连墙，该段地连墙在迎 宾三路隧道底板以下盾构穿越范围采用Ｃ１５ 昆凝 土及玻璃纤维筋。后期盾构机推进时可直接切割 纤维筋混凝土。该方案为以往类似工程较常规的 预留方式，如轨道交通４号线宜山路站基坑和复 兴东路隧道浦西暗埋段基坑等。 ３．１．２方案二：该范围隧道主线围护采用地下连 续墙和ＳＭＷ工法相结合 采用１ ｍ厚超短地下连续墙作为基坑的第一 道围护，１７号线影响范围内的地墙插入深度至迎 宾三路隧道底板下１．５ ＩＴＩ，确保距１７号线盾构净 距不小于１．０ ｎｌ。在１７号线影响范围内的地墙外 设置另一道中１０００ＳＭＷ工法围护，并在该节段主 体结构施工完成后，拔除工法桩中的内插型钢。该 预留方案类似工程实例较少，仅外滩通道与地铁 １２号线预留中，采用类似围护结构形式，但其穿 越竖向距离约５ ６ ＩＴＩ，坑底以下墙体长度有４～ ５ ｍ，插入比约０．２５，且在坑底以下设置了横向短 地下墙。与外滩通道相比，该工程预留盾构穿越竖 向距离更近，仅约２．５ ｍ，坑底短墙插入比只有 ０．１，且取消了坑底横向短地下墙，支撑条件更为 苛刻，基坑开挖设计及实施难度更大。 ３．１．３方案比选 方案一优点在于可加快该隧道施工，且施工 风险小，但将风险留给后期地铁盾构施工。而且针 对该工程超近距离穿越的特殊工况，其主要不利 因素还有：（１）盾构机虽然可以直接切割纤维筋 和低强度混凝土，但如此超近距离的穿越，切削后 形成的加筋混凝土残留碎块容易挤压隧道底板， 于底板安全稳定不利。（２）盾构穿越加筋混凝土 障碍推进，其土体损失及变形较难控制。（３）后期 盾构穿越时，一旦出现盾构机切削故障，将对已运 确定采用方案二。 ３．２基坑支护设计 ３．２．１围护结构形式 基坑采用１ ｍ厚超短地下连续墙 ＋ １０００ＳＭＷ工法桩组合围护，ＳＭＷ工法围护与 地墙之间预留３０ ｃｍ的施工间隙，并对该间隙采 用高压旋喷桩加固。 为控制地下连续墙墙趾与盾构净距≥１ ｍ，坑 底以下墙体长度最短仅１．１ｍ，插人比仅约０．１左 右。 １０００ＳＭＷ工法墙趾土层为⑤ 。层粉质粘土 夹粉砂，插入比为０．８８。 ３．２．２格构柱设置及支撑布置 基坑支撑竖向共设四道支撑，为增加基坑围护 整体稳定性，首道及第三道支撑均采用混凝土支 撑。考虑格构柱桩基要避让ｌ７号线盾构区间，并预 留相应的净距，混凝土支撑水平间距均约１４ ｍ，对 该区段混凝土支撑设置琵琶撑，琵琶撑水平间距约 ７ ｍ。第二、第四道支撑为直径６０９ ｍｍ，壁厚１６ ｍｍ 钢管，水平间距约３．５ ｍ。 ３．２．３坑底加固 为保证今后地铁盾构区间的顺利穿越并保证 该隧道结构的安全，在基坑坑底采用１．５ ｍ厚的 满堂旋喷加固，加固体与规划轨道交通１７号线区 间正线净距不小于１．０ ｍ。 基坑支撑平面布置见图２所示，基坑围护横 断面见图３所示。 —避十 § …’亡翠驻＝ ｍ ，。・。一－ …一…－－《㈣． ．ｎ＿一。 １．。－， 鲁 碘 ： ． ・ 。一－＿－＿ －～ — 壁 鲢卡 终＝ ・＝ 暹．｛ ． ：：｛ ’＝骣 ： ＇ｒ一 一 ∥ｊ ＝ 亏 砑＿～ Ｐ黜 ｝Ｉ｝ Ｐ’器 Ｐ ！｝｝黼 …。 爱彗壹 《 ｉ塞 苷ｃ 图２基坑支撑平面布置图（单位：ｍｍ） ２０１１年７月第７期 城市道桥与防洪 管理施工 １９１ ３．２．４分析计算 与ＳＭＷ工法桩相结合满足基坑稳定性及变形要 根据上海市工程建设规范《基坑工程技术规 求，设计方案安全可行。 范》（ＤＧ／ＴＪ０８—６１—２０１０），综合考虑周边环境条件， ３．３相关措施 确定基坑保护等级为二级，基坑围护最大水平位 ３．３．１设置变形缝 移≤０．３％Ｈ（Ｈ为基坑开挖深度）。基坑须达到的 稳定要求及其设计计算结果见表２所列。 表２基坑稳定性计算结果一览表 ８００×ｌ２００混凝土圈梁嚣鏊 ４３Ｃ ０ ｊ 一阿 ＼ １ １０００×８００混凝土撑 ／ 孽 ×Ｉ ２ 击６Ｏ９ｘ ‘ ＿钢撑 ＿ｘ 皇 鸯 引ｒ广 ｒ、 ６６Ｏ９Ｘ ｌ‘ ｉ钢撑Ｉ 、 童 ０ 星 ：： ｌ１００）ｄ’ １３Ｏ０混凝 届 Ｉ捞 ２ Ｈ 善： ×Ｉ ： Ｉ ｌ １２００×１－ １０孺隔日 ｒ＿＼Ｉ Ｉ× ： —Ｊ 隧道结构变形缝设置时充分考虑了地铁１７ ２ ＝』ｒ 号线穿越的因素，尽可能使盾构穿越段位于同一 ６６ｏ９ｘ１‘一 ｉ一钢撑 … 厂！！ｌ ｌ 一— Ｉ！ 一 善 蚤ｌ 结构段内，以利于隧道结构适应后期盾构机穿越 一一一 …一ｊ ： ｎ 、ｌ００Ｏ厚地下连续墙 高压旋喷桩加固 施工时纵向不均匀沉降，控制影响范围。 ７７ ３．３．２隧道底板预留注浆孔措施 ｌ ０ｂ０ ８ｏｏ０～８２２９ ８０００－８２２９ ｌ出 ０ 考虑１７号线盾构推进对已建隧道的影响，在 盾构施工影响范围内，迎宾三路隧道结构底板上 一２０－３２２ １７号线 －—１９． ８１５ ＿ ＝ 预留注浆孔，为后续措施的实施预留条件。后期１７ 、 、 、 ＂￣８ｏｏｘ ３００×１４×２４、 咖钻孔灌注桩（词髂构柱） 号线盾构下穿推进时，对迎宾三路隧道加强监测， 密插 桩长：坑底以下３０ｍ 一＼ 旦隧道底板结构变形增大，可以及时打开底板 １ ——｛ 口、电！ 堕 法桩 上的注浆孔，进行注浆补强，确保隧道结构安全。 ＝ ４结语 迎宾三路隧道土建结构已于２０１１年３月基 本施工完成。施工实践进一步证明设计方案安全 ＿ｌｆ３０ｄ【ｌｄ００ １６０００ １６４５８ ｌｄ￣ｔｔｏｏ ⑦２ｌ＿ ｌ可行，对今后类似工程具有一定参考价值。图３基坑围护横断面图（单位：ｍｍ） 参考文献 【１］ＤＧＪ０８—１１－２０１０，上海地基基础设计规范［ｓ】． 【２］ＤＧＪ０８—６１—２０１０，上海基坑工程技术规范【ｓ］． 经过对超短地墙及ＳＭＷ工法桩复合支护体 ［３】陈鸿，冯云，季应伟．预留盾构穿越超短地下墙工法桩的围护 系分析及计算，综合考虑周边环境条件，超短地墙 结构【Ｊ１．中国市政工程，２０１０，（增刊） 七 七 七 －４－＇ 七 电七 电 电 广东东莞拟投６０亿开建沿海公路 ２０００年就通过省批准立项的东莞沿海公路，时过１１年后再现“生机”，不过原先计戈Ⅱ部分有变动。 日前，东莞市交通运输局公布消息称，沿海公路已经正式启动相关工程，现正根据要求委托江苏省交通科学 研究院股份有限公司对沿海公路工程进行环评。沿海公路工程包括沿海公路主线和中洪支线两部分，总投 资超过６０亿元，计划今年１２月开工，２０１４年年底建成通车。
