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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。
铁路隧道下穿既有路基沉降规律及控制标准研究一、本文概述随着我国交通基础设施建设的快速发展，铁路隧道的建设日益增多，其中不乏需要下穿既有路基的情况。
铁路隧道下穿既有路基施工过程中，不可避免地会对既有路基产生影响，导致路基沉降。
为了确保铁路隧道施工的安全性和既有路基的稳定性，对铁路隧道下穿既有路基的沉降规律进行深入研究和控制标准的制定显得尤为重要。
本文旨在系统研究铁路隧道下穿既有路基的沉降规律，分析影响沉降的主要因素，探讨沉降变形的机理，并在此基础上提出相应的控制标准。
通过对实际工程案例的调研和数据分析，本文期望能够为铁路隧道施工过程中的沉降控制提供理论依据和技术支持，为保障既有路基的稳定性和铁路隧道施工的安全性提供有效指导。
文章将首先介绍铁路隧道下穿既有路基的施工特点和沉降问题的重要性，接着详细阐述沉降规律的研究方法和沉降变形机理的分析过程。
在此基础上，文章将探讨沉降控制标准的制定原则和方法，并结合实际工程案例进行验证和应用。
文章将总结研究成果，提出铁路隧道下穿既有路基沉降控制的建议措施和进一步研究的方向。
通过本文的研究，期望能够为铁路隧道施工中的沉降控制提供科学依据和实践指导，促进铁路交通事业的可持续发展。
二、铁路隧道下穿既有路基沉降规律研究在铁路隧道下穿既有路基的过程中，路基沉降是一个重要的技术问题。
为了深入了解这一过程，本研究对铁路隧道下穿既有路基的沉降规律进行了详细的研究。
通过收集大量的实际工程数据，包括地质条件、隧道施工参数、路基结构等，对这些数据进行了系统的整理和分析。
运用数值模拟方法，建立了铁路隧道下穿既有路基的三维模型，模拟了不同施工阶段的沉降情况。
研究结果表明，铁路隧道下穿既有路基的沉降规律受多种因素影响，包括地质条件、隧道施工参数、路基结构等。
地质条件是影响沉降的主要因素，如土层的厚度、岩石的强度等。
隧道施工参数，如开挖方式、支护结构等，也会对沉降产生影响。
路基结构的设计和施工质量，同样会对沉降产生影响。
交通与土木工程河南科技Henan Science and Technology总第809期第15期2023年8月收稿日期：2023-02-13作者简介：董辰浩（1992—），男，本科，工程师，研究方向：城市轨道交通工程管理。
盾构隧道近距斜交下穿既有地铁车站变形沉降数值模拟分析董辰浩（中铁十五局集团城市轨道交通工程有限公司，河南洛阳471000）摘要：【目的】盾构隧道下穿既有地铁车站施工过程对地层的扰动会对既有车站产生影响，为最大限度地降低施工风险，保证既有站的安全及正常运营，需要开展相关研究。
【方法】利用MIDAS-GTS-NX 有限元数值模拟软件，以郑州市某盾构隧道下穿既有地铁车站为背景，按照接收端地层加固、左线盾构施工、右线盾构施工的顺序，建立三维有限元模型。
【结果】预测施工过程既有站主体结构的变形规律和内力变化，分析计算盾构隧道近距离斜交下穿施工过程对既有地铁车站的影响，将预测结果与实际施工监测数据进行对比，验证了该模型计算结果的准确性及可行性。
【结论】研究成果为隧道近距离斜交下穿既有站施工引起的沉降变形提供理论依据，对于指导施工、保证施工安全具有借鉴意义。
关键词：盾构隧道；数值模拟；变形预测；既有车站中图分类号：U 231文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）15-0078-05DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.15.015Numerical Simulation Analysis of Deformation and Settlement of MetroTunnel Passing Through Existing Station with Close DistanceOblique CrossingDONG Chenhao(China Railway 15th Bureau Group Urban Rail Transit Engineering Co.,Ltd.,Luoyang 471000,China)Abstract:[Purposes ]The disturbance of the stratum during the construction of shield tunnel undercross⁃ing the existing subway station will have an impact on the existing station,in order to minimize the con⁃struction risk and ensure the safety and normal operation of the existing station ，relerant research is needed.[Methods ]Using the MIDAS-GTS-NX finite element numerical simulation software,a three-dimensional finite element model is established in accordance with the sequence of ground reinforcement at the receiving end,shield construction on the left line,and shield construction on the right line,with the background of a shield tunnel penetrating the existing subway station in Zhengzhou.[Findings ]The deformation law and internal force change of the main structure of the existing station during the con⁃struction process are predicted,and the influence of the construction process of the shield tunnel′s short-distance oblique underpass on the existing station is analyzed and calculated.The prediction results are compared with the actual construction monitoring data,which verifies the accuracy and feasibility of the calculation results of the model.[Conclusions ]The research results provide a theoretical basis for the settlement deformation caused by the construction of the tunnel under the existing station at a short dis⁃tance,and have reference significance for guiding the construction and ensuring the construction safety.Keywords:shield tunnel;numerical simulation;deformation prediction;existing station0引言随着城市轨道交通建设的快速发展，由于地下空间的局限性，新建地铁隧道修建过程中不可避免地要下穿既有地铁车站。
地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对1. 引言1.1 引言地铁盾构施工是一种常见的地下工程施工方式，通过盾构机在地下开挖隧道，是城市地铁建设的重要工艺之一。
在地铁盾构施工过程中，地面沉降是一个不可避免的问题，会给周围环境和建筑物带来一定的影响。
对地面沉降原因进行分析并有效应对是非常重要的。
在本文中，我们将针对地铁盾构施工中地面沉降的原因进行深入探讨，并介绍地下水位变化、地下土层变动、盾构施工技术以及沉降监测与控制这几个方面的内容。
通过深入分析这些因素，可以帮助我们更好地理解地铁盾构施工中地面沉降的机理，从而采取有效措施来减少地面沉降对周围环境和建筑物的影响，保障施工过程的安全和顺利进行。
部分是整篇文章的开端，只有充分了解地铁盾构施工中地面沉降的原因，才能更好地理解后续部分的内容。
接下来我们将对地面沉降的原因进行详细分析。
2. 正文2.1 地面沉降原因分析地面沉降在地铁盾构施工过程中是一个常见的问题，主要原因可以归纳为地下水位变化、地下土层变动和盾构施工技术等因素。
地下水位变化是导致地面沉降的重要原因之一。
在盾构施工过程中，地下水位的变化会影响周围土层的稳定性，导致土层松动和沉降。
特别是在地下水位波动较大的地区，地面沉降问题更为突出。
地下土层变动也会引起地面沉降。
盾构施工过程中，土层受到挖掘和开挖等操作的影响，可能会导致土层紧密度的改变，进而引起地面沉降。
地下土层的物理性质和结构也会对地面沉降产生影响。
盾构施工技术的不当使用也可能导致地面沉降。
如果施工工艺不合理或操作不当，可能会对周围土层造成不可逆的破坏，进而引发地面沉降问题。
地面沉降是一个综合性问题，需要综合考虑地下水位变化、地下土层变动和盾构施工技术等多个因素。
只有对这些因素进行全面分析和有效控制，才能有效应对地面沉降问题。
在下文中，我们将进一步讨论如何有效监测和控制地面沉降。
2.2 地下水位变化地下水位变化是导致地铁盾构施工中地面沉降的重要原因之一。
地铁盾构施工地面沉降控制分析发表时间：2017-11-13T16:20:40.180Z 来源：《基层建设》2017年第22期作者：任聪聪[导读] 摘要：作为轨道交通的一部分，地铁具有安全、准时、方便的特点，通过将人转移到地下的方式，极大程度缓解了交通拥堵问题。
中国水利水电第四工程局有限公司 810007摘要：作为轨道交通的一部分，地铁具有安全、准时、方便的特点，通过将人转移到地下的方式，极大程度缓解了交通拥堵问题。
经过多年的发展，地铁施工方法由明挖法逐渐向盾构法、新奥法等方法转变。
鉴于盾构施工安全、先进的特点，其在地铁施工建设中已被广泛采用。
但是，地铁盾构施工不可避免会带来地层扰动、地层损失、局部地下水位降低等情况，从而引起地面沉降，影响周围环境和人们的生活，因此进一步加强对其控制研究非常重要。
基于此本文分析了地铁盾构施工地面沉降控制。
关键词：地铁盾构施工；地面沉降；控制中图分类号：U456 文献标识码：A1 地铁盾构施工地面沉降的构成及机理研究1.1盾构到达前的前期地表沉降盾构过程中，可以发现地面在盾构机到达前会发生不同程度地沉降，这就是前期地表沉降。
对于前期地表沉降的产生原理，有两种说法。
一种说法认为这是由施工导致水位变化，水位下降一定程度上增加了有效应力，使得地表在盾构到达前就产生了沉降。
另一种说法认为隧道开挖会导致土体重分布及应力释放，这是引起地表沉降的主要原因。
随着研究的深入，第二种方法更获认可。
1.2盾构施工扰动的地表沉降盾构掌子面到达观测点下方直至盾尾通过观测点下方时段内的地表沉降，并含盾尾空隙引起的沉降量，被称之为盾构施工扰动引起的地表沉降。
造成该部分沉降的基本原理是开挖过程造成土体扰动，破坏原有土体平衡及补压浆不及时造成盾尾空隙，从而引起地表沉降。
1.3后期固结地表沉降盾构过断面后，土体会固结或者次固结，这也会引起地表沉降，这种沉降称之为后期固结地表沉降。
此阶段的沉降会随着时间而改变。
盾构下穿高铁路基沉降控制标准及控制措施分析摘要：在城市轨道交通施工过程中，经常遇到下穿铁路路基的情况，如果施工方案不合理、防控措施不到位，极易发生高铁路基大幅沉降问题，对高铁运行造成了极大的安全隐患。
如何设计出科学合理的盾构下穿高铁路基施工方案，有效控制高铁路基沉降幅度，是当下施工方需要考虑的重要问题。
因此以西安地铁1号线三期工程为主要案例，分析探讨盾构下穿高铁路基施工方案，并提出一些切实可行的沉降控制措施，为以后的地铁盾构施工提供了重要的技术指引。
关键词：盾构；高铁路基；沉降控制一、盾构下穿高铁路基沉降控制案例（一）工程简介西安地铁1号线三期工程位于陕西省西安市，其中秦都站-宝泉站施工项目中就出现了盾构下穿高铁路基的情况。
在工程施工过程中使用了两台加泥式压平衡盾构机，从南向北途径陇海铁路、徐兰高铁，区间单线长度为673米。
穿越徐兰高铁的施工项目位于秦都站西侧223米位置，高铁站设两个站台、4条线路，站台结构为1.25米高旅客站台，战台宽度为12米。
以上线路都是SK-2型无砟轨道，线路最高运行速度为350km/h，实际运行速度是250km/h。
高铁道床为C40混凝土结构，宽度、厚度分别是2.8m、0.26m。
路基为水泥碎石桩，两个桩之间的距离是1.8米，桩的直径和长度为0.4米、13米。
从地质结构角度分析，盾构下穿高铁路基的施工项目位于渭河冲击平原中部，地面平整度非常高，几乎没有高山沟壑，地下水大部分集中在第四系砂土层结构中，水位高程区间是379.5-393.1m。
（二）高铁变形沉降控制标准盾构下穿高铁路基沉降控制是一项复杂的系统性工程，其内容如下所示：1）在研究道床的沉降控制时，应该重点研究沉降总量、沉降速度等参数指标；2）在研究轨道的沉降控制时，应该重点研究轨道方向、高低、扭曲变形等诸多参数指标；3）在研究道床——轨道的沉降控制时，应该重点研究道床和轨道的剥离控制规范。
参考《城市轨道交通工程监测技术规范》（GBJ50911-2013）相关规定，盾构下穿高铁路基的沉降幅度应该控制在20mm以内，要充分满足高铁路基的稳定性，保证高铁行驶的稳定性，防止盾构施工对高铁运行安全造成不利影响。
盾构施工近距离下穿地铁线路沉降控制技术
发表时间：2019-04-28T10:00:34.173Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：史天增[导读] 摘要：地铁工程的大量建设，让城市中盾构施工变得越来越多，如何控制盾构施工下穿地铁线路的沉降是施工中的一个重难点，对于保证地铁施工的高质量和安全性具有重要意义。
中铁十一局集团城市轨道工程有限公司摘要：地铁工程的大量建设，让城市中盾构施工变得越来越多，如何控制盾构施工下穿地铁线路的沉降是施工中的一个重难点，对于保证地铁施工的高质量和安全性具有重要意义。
本文从盾构施工下穿地铁线路的五个阶段出发，结合工程实例，对不同阶段采取了有针对性的控制措施，保障了地铁施工的安全。
关键词：盾构施工；下穿地铁线路；沉降控制
一、工程概况
某市地铁区间为单洞单线区间，区间起点为机场北站，终点为吊出井，起点里程为YDK41+437.900，终点里程为YDK42+343.576（ZDK42+335.972），区间长度905.676m（左线898.072m），线路埋深在19m～27m之间，最小线间距12.05m。
区间线路自机场北站先后以24‰、28‰及4‰坡度向下直至吊出井。
机～吊区间右线在机场北站大里程端（对应里程：DK41+437.9）始发掘进，始发直线掘进211m后在里程DK41+659.8（对应环号：142环）处先后下穿既有运营的11号线右线、11号线入场线、11号线出场线及11号线左线。
盾构施工近距离下穿地铁线路是施工难点，特别是结合地下不良地质条件的影响，使得土体易受施工影响发生沉降，施工控制难度加大。
二、盾构施工下穿地铁线路沉降控制措施分析
盾构施工造成的土体沉降主要是因为施工过程对于土体的扰动和水土流失造成的。
其可以分成五个阶段，第一阶段，盾构施工还未达到断面，地下水位降低导致沉降；第二阶段，盾构通过该断面前，因控制不足，导致前方土塑性变形引起沉降；第三阶段，盾构通过断面，由于刀盘与盾体之间存在15mm间隙及超挖、纠偏、盾构外侧与土体之间接触导致沉降；第四阶段，盾构通过该断面后产生的弹塑性变形，因衬砌处理不当导致的沉降；第五阶段，盾构通过断面后，发生的后续沉降。
针对沉降五阶段分别采取不同控制措施： 1.前期沉降控制措施
为保证盾构顺利掘进上软下硬地层，在出入线与正线之间用A600@150垂用高压旋喷桩对隧道上软下硬段进行预加固处理。
加固区域和深度见下图所示。
图1 盾构通过区域加固示意图盾构机下穿11 号线隧道前，在11号线隧道出入线洞内对11号线隧道下方土体进行注浆加固。
注浆范围： (1)隧道深度范围内，加固范围为：既有地铁11号线隧道底部至强风化花岗岩岩面，若强风化花岗岩岩面位于机～吊区间隧道拱顶以下，则加固至机～吊区间隧道顶。
(2)在地面上使用WSS斜孔注浆对下穿11号线正线影响区进行使用WSS注浆进行预加固处理。
2.开挖面沉降控制措施
盾构掘进开挖面沉降主要通过土压控制、出土量、掘进参数调整进行控制。
为了保证开挖面的稳定，保持开挖面土压平衡、对土仓压力进行实时监测，对土压设定进行试验。
根据开挖面土压平衡、控制出土量。
对总推力、推进速度、刀盘扭矩、千斤顶压力进行监测并分析其随地层条件变化的规律。
3.盾构通过时沉降控制措施
本工程选用海瑞克盾构机，刀盘设计直径为6980mm，前盾直径为6950mm，刀盘较盾体直径大30mm，为减少该阶段沉降，应尽量缩短盾体通过时间，因此需保证盾构能连续掘进，防止盾构机发生不必要的停机。
而当盾构机应特殊原因在下穿地铁期间时，通过盾构机盾体上的径向孔向盾体周边注入厚浆土，以填充盾体周边的孔隙，减小盾体通过阶段的沉降。
4.盾尾空隙沉降控制措施
（1）同步注浆
盾尾与管片脱离后，管片与土体间会出现14cm建筑孔隙，掘进过程中盾尾同步注浆管在建筑孔隙中注入同步浆液填充，以防止盾尾与管片脱离后土体坍塌，造成地面沉降过大。
①注浆量
同步注浆量理论上是充填盾尾建筑空隙，但同时要考虑盾构推进过程中的纠偏、浆液渗透（与地质情况有关）及注浆材料固结收缩等因素。
注浆量按下式进行计算： Q=V•λ
式中：
Q——注入量（m3）
λ——注浆率（取1.2～1.5，曲线地段及沙性地层段取较大值，其它地段根据实际情况选定） V——盾尾建筑空隙（m3）
V=π（D2-d2）L/4
式中：
D——盾构切削土体直径（即为刀盘直径6.98m）
d——管片外径（6.7m）
L——管片宽度（1.5m）
V=π（6.98×6.98-6.7×6.7）×1.5÷4=4.51m3
则： Q=5.41～6.77m3/环（系数考虑1.2～1.5）
②注浆时间和速度
同步注浆速度与掘进速度匹配，按盾构完成一环掘进的时间内完成当环注浆量来确定其平均注浆速度。
③注浆配比
为达到较好控制地层变形效果，机吊区间下穿段同步注浆采用可硬性浆液，二次注浆注水泥、水玻璃双液浆方案。
通过调整各原材料的含量和规格，试验浆液的初凝时间、达到强度时间、稠度、泌水率、固结收缩率等性质确定下穿11号线的浆液配比。
根据试验结果，决定采用早强型普通硅酸盐水泥，并考虑增加CaCl2等加速浆液凝固的外加剂，保证浆液可以在1天内达到强度。
适当提高粉煤灰含量，并且用标号更高，细度更高的粉煤灰，以提高砂浆的粘聚性和保水性。
（2）二次注浆
盾构和周围土体的建筑间隙是否填充饱满直接关系到地面沉降量，因此必须保证同步注浆量充足，由于施工或地层原因导致浆液损失，必须立即进行二次补浆以控制地面沉降。
二次注浆通过二次注浆泵将浆液通过管片吊装孔注入管片与周围土体之间，二次注浆采用压力控制，压力控制在0.5MPa之间。
二次注浆使用专用的注浆泵，注浆前凿穿外侧保护层，安装专用的注浆接头浆液配比与同步注浆相同。
（3）三次注浆
为止住盾尾来水造成喷涌情况以及进一步填充空隙，当在管片脱出盾尾八环后，进行三次补充注浆，采用双液浆，水泥浆水灰比为0.8～1；水玻璃与水按1：1.5进行稀释；注入时水玻璃体积比为：水泥浆：水玻璃=1：1。
5.后续沉降控制措施
为保证盾构施工过程中穿越后既有运营的地铁11号线安全，需进深孔加强注浆加固，以提高管片强度和稳定性，减少后期沉降。
在管片纵向螺栓的位置每22.5°增加一个注浆孔,即在每个邻接块和标准块各增加两个注浆孔,每环管片注浆孔增加到16个。
通过预留注浆孔对既有运营的地铁11号DK41+622.21～DK41+751.13右线段进行洞内注浆加固。
注浆范围为隧道两侧120°,注浆厚度为既有11号线隧道与机～吊区间隧道净距H-1m,如图27所示。
三、结束语
随着我国城市化进程的不断加快，盾构施工变得越来越多，对于其下穿既有线路必须采取有针对性的措施保证施工的安全，本文从盾构施工下穿地铁线路五个阶段的沉降控制措施进行了详细的阐述，为相关工程提供了技术参考。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部．GB 50446-2008 盾构法隧道施工验收规范[s]．北京：中国建筑工业出版社，2008．
[2]曹洋．土压平衡式盾构机过地铁车站施工技术[J]．铁道建筑，2012(4)：96•98。
