盾构隧道近距离下穿对既有运营隧道影
响
摘要：近年来城市轨道交通建设发展迅速，为人们出行带来极大便利.人口聚集的大城市如上海、北京、天津、广州、深圳等已形成复杂的地下交通网络，穿越既有隧道成为隧道建设的新常态,而新建盾构隧道近距离多次下穿施工会对既有隧道产生扰动致使其变形、应力叠加,进而影响既有线的安全运营.
关键词：盾构隧道；近距离下穿；既有运营隧道；影响
1盾构隧道下穿既有运营铁路的问题情况
1.1地表和结构物沉降问题研究
盾构隧道施工势必会对周围岩土体产生一定的扰动，造成地表沉降或隆起。
目前学术界通常采用数值模拟和现场监测数据相结合的方法，对地表沉降量的大小和施工对地表沉降的横向影响范围进行研究。
1.2主动加固方案效果评价
针对盾构隧道下穿的各种类型的铁路结构物，学者和技术人员根据具体工程情况，采用了具有针对性的加固方案。
2盾构隧道下穿施工的影响分析
2.1既有隧道拱底隆沉规律分析
(1)两次下穿施工造成既有线发生不均匀沉降，最终沉降曲线均呈现不对称的双峰式，最大沉降位置为新建两线中间偏向第二次下穿施工的轴线位置.(2)第一次下穿施工(右线)时，当切口环距既有上行线轴线底部7.2m,由于盾构机的土舱压力对前方土体产生挤压，底部各测点呈现隆起状态；当切口环到达既有上行线正下方时既有隧道发生沉降，最大沉降位于右线轴线正上方，最大沉降为
2.6mm,约占第一次下穿完成时最终沉降的80.5%;随着盾构机继续向前掘进，各测点继续沉降，但沉降幅度逐渐减小；第一次下穿完成时最终沉降达到
3.23mm,约占最终沉降的40.2%.(3)第二次下穿施工(左线)时，当切口环距既有隧道7.2m时整线均隆起，隆起最大位置为新建左线正上方；当切口环到达既有隧道正下方时整线呈沉降状态，最大沉降为6.92mm,约占最终沉降的86.1%;随盾构机切口环继续向前掘进沉降继续增加，但沉降幅度有所减缓；两线施工完成时最大沉降为8.04mm.(4)下行线的最终沉降略小于上行线，而最大隆起略大于上行线；但最大隆起、沉降位置与上行线一致.当切口环通过既有下行线轴线底部7.2m时，下行线达到最大隆起；当切口环通过既有下行线轴线底部21.6m时，既有下行线最大沉降达到最终沉降的87%,最终沉降的最大值为7.1mm.
2.2土舱压力对既有线沉降的影响
（1）隧道工程的沉降不仅与土罐压力的大小密切相关，而且随着土罐压力的增大，营业线的最终沉降量先增大后减小。
当土罐压力为0.24MPa时，营业线最终凸出（2）随着第二次区间下穿工程的施工，测点经历了变形的全过程：随着TBM的接近逐渐凸出-达到较大的凸出值-随着TBM的减少而减小避免凸出值-稳定沉降；在土舱低压工况下，较大的突出环节略落后于土舱高压工况，在0.06和0.24MPa工况下，测点沉降相对较快且稳定，表明土舱低压对周围砂土的振动较小，但不利于保持基坑开挖面的稳定性，因此TBM切割环靠近测点时会产生较大的沉降；然而，在工程施工过程中，过大的土罐压力会导致测点大量突出，因此在第一条地下通道工程施工期间，有必要有效地选择土罐压力（3），当土罐压力为0.18MPa时，测点的沉降略低于0.06MPa。
随着第二条地下通道工程的施工，当TBM缠绕环避开测点时，当土罐压力为0.18MPa时，测点的沉降量大于0.06MPa。
因此，在第二条地下通道工程施工过程中，可以通过进一步增加土罐压力来减少沉降的发展趋势。
2.3施工阶段的技术应用
为了更好地保证既有隧道的结构和运营以及新建铁路隧道的施工安全，通过不断的方案论证和改进，将基坑开挖爆破震动控制在较低水平，以确保既有隧道的安全，减少既有隧道的向下移动和变形。
为了完成上述目标，选择了中间边
（CRD）法进行V级岩石段的施工。
为了保证地表隧道和掘进的安全，合理控制
爆破振动对地表公路隧道的破坏，本爆破技术规范的要点从两个方面考虑：一是
选择爆破冲击减振技术，以降低爆破对岩体的振动；二是选择振动测试仪测试爆
破振动速度，确保振动速度不超过安全振动速度（10cm/s）。
为了更好地控制爆
破作业规模，采用短进尺和控制一次爆破量的方法来削弱新建隧道爆破地震数据
的抗压强度。
同时，采用预裂爆破隔离和弱化地震数据，将其传播到瑞坡隧道，
并采用微差爆破技术达到影响抗震的目的。
隧道初期基坑支护及支护安装的关键
技术——初期基坑支护应在基坑开挖工作台后立即进行，以避免软岩暴露时间，
控制软岩变形，避免软岩松动。
水泥稳定土采用湿喷法施工，严格控制各种原材
料的混合，确保混凝土施工的粘结性和喷层抗压强度稳定；贝雷架键控拱脚稳定，现浇钢梁脚锁紧螺栓选用φ42钢花管。
初期，基坑支护及支护设置应严格执行“以地质环境为重点，基坑支护先进，爆破弱，进尺短，震动小，早喷锚定，频
繁测量，早成环，二次衬砌”的标准控制。
1、平衡盾构背土及其地质结构基础
的沉降，控制土仓的工作压力。
在整个施工过程中，根据出土文物的状况进行数
据监测。
对获得的砂土驱动力、出土文物总数、砂土工作压力等数据进行分析，
得出工作压力波动误差、平衡砂土工作压力等主要参数，为施工提供依据，便于
施工阶段的技术调整。
严格控制误差的原因是为了减少平衡波动，避免深基坑和
欠挖。
2、严格控制盾构掘进速度。
应适当发布每班的开挖命令。
建议将行驶速
度控制在2.0～3.0cm/min，并在整个行驶过程中保持平均速度，以减少周围砂土
的振动。
应根据实际情况和理论来源，立即调整结构。
例如，排土量应控制在标
准偏差的95%，即38.5～39.9立方米/环。
在施工过程中，应保持每天5～6圈的
行车速度，保持均衡施工，与文物发掘率相匹配，尽量进行长期停工伤亡事故，
确保均衡施工。
3、严格控制盾构纠偏装置的数量。
在盾构施工的全过程中，本
项目专业技术人员将根据以往盾构穿越再生铁路线的工作经验，准确获取道路荷载、地质环境变化、隧道基础沉降、地质结构基础埋深等主要参数。
此外，还需
要对各种机械设备进行测试，如主轴的扭矩、液压千斤顶的驱动力等。
通过跟踪
勘探，准确测量信息量，跟踪调整，控制每个纠偏装置的数量。
应立即纠正小错误，以避免盾构掘进全过程中出现严重的数据错误。
2.4注浆压力对既有线沉降的影响
(1)注浆压力的大小对既有线测点的沉降产生较大影响，注浆压力越大，各
测点的最终沉降越小；当注浆压力为0.330MPa时测点最终呈隆起状态而不是沉
降状态.(2)在盾构下穿注浆过程中，注浆压力越大引起既有线拱底测点隆起越大，但最终沉降达到稳定越快.(3)第二次下穿施工会造成既有线沉降进一步增加，但
位于第二次下穿线正下方的1、4测点的最终沉降均大于2、3测点，进一步表明
第二次下穿线正上方附近测点受到的影响较大.
3结论
综上所述，现阶段高速铁路盾构隧道的科学研究仅限于基础理论和经验公式
法的推导中的地表变形，对上部铁路结构的危害没有公式计算。
标准值模拟级别
侧重于基本轨道基础沉降计算。
目前，对于盾构基坑开挖后的变形如何从地质结
构向地表、再向铁路路基工程、最后向轨道传递的原理，还没有系统的软件研究。
此外，从研究思路的角度来看，高速铁路车辆下盾构隧道施工的模型模拟较少。
有鉴于此，针对高速铁路动车下盾构隧道施工的未来技术发展趋势，明确提出以
下三点建议仅供参考：（1）对盾构隧道下的铁路进行现场检测和精细化管理室
试验，获取第一手技术数据信息。
（2）论述了高速铁路动车下盾构地质结构路
基工程轨道变形系统的系统软件，明确提出了变形传递系统。
（3）得出的结论是，盾构法防治上部铁路结构病害的基本理论和经验公式及规律，基本适用于工
程项目的实际活动。
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