盾構(gòu)下穿北京地鐵13號(hào)線望京西站站房基礎(chǔ)變形及數(shù)值分析

張文正

(廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510010)

0 引言

近年來，隨著城市地鐵的發(fā)展，地鐵區(qū)間隧道下穿既有構(gòu)筑物的情形越來越多。如深圳地鐵5號(hào)線工程穿越廣深高速公路立交橋［1］，南水北調(diào)團(tuán)城湖至第九水廠北京段輸水工程盾構(gòu)下穿地鐵13號(hào)線清河高架橋［2］，上海地鐵2號(hào)線人民公園站—河南中路站上、下行線區(qū)間盾構(gòu)隧道在地鐵1號(hào)線運(yùn)營隧道下方通過［3］。

針對(duì)盾構(gòu)隧道下穿施工對(duì)既有構(gòu)筑物的影響，許多學(xué)者和專家都進(jìn)行了研究。郭慶昊等［4］以盾構(gòu)下穿北京地鐵4號(hào)線宣武門車站為例，分析了車站底板的受力、變形和穩(wěn)定性情況，以及盾構(gòu)施工對(duì)上層車站結(jié)構(gòu)、地表的豎向沉降和整體安全性的影響;王法等［3］以北京某盾構(gòu)隧道接近下穿既有車站為例，采用三維有限差分計(jì)算軟件FLAC進(jìn)行了數(shù)值模擬，預(yù)測(cè)盾構(gòu)隧道施工后既有地鐵車站的變形，為臨近既有車站的安全評(píng)估工作提供了依據(jù);在盾構(gòu)隧道施工引起既有結(jié)構(gòu)和地表位移的研究中，以美國科學(xué)家Peck于1969年提出的高斯方程［5－6］最為簡(jiǎn)便，也是目前運(yùn)用最廣泛的方法。但是，這些學(xué)者和專家只是從宏觀角度對(duì)既有車站結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，未從微觀角度對(duì)軌道結(jié)構(gòu)，特別是對(duì)鋼軌位移進(jìn)行分析;而且，他們所作的研究也沒有相應(yīng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為支撐。

本文結(jié)合北京地鐵15號(hào)線關(guān)莊站—望京西站區(qū)間盾構(gòu)隧道下穿既有13號(hào)線望京西站站房基礎(chǔ)的工程實(shí)例，運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件建立三維有限元仿真模型［7－8］。從微觀角度分析盾構(gòu)穿越過程中既有13號(hào)線望京西站站房基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、相鄰基礎(chǔ)間的差異沉降和軌道結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律;結(jié)合既有結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證有限元分析軟件的正確性，并判斷既有結(jié)構(gòu)的安全性及運(yùn)營狀況。

1 工程概況

新建北京地鐵15號(hào)線關(guān)莊站—望京西站盾構(gòu)區(qū)間為雙線盾構(gòu)隧道，盾構(gòu)外徑為6 m，內(nèi)徑為5.4 m，厚度為0.3 m，環(huán)片寬度為1.2 m，埋深約為12 m。2條隧道中心線之間的距離為12.73～15.22 m，平面線型為曲線，右線圓曲線半徑R=800 m，與既有13號(hào)線望京西站站房基礎(chǔ)之間的凈距為8.5 m。新建工程與既有望京西站平面圖如圖1所示。

圖1 新建工程與既有望京西站平面圖(單位:m)Fig.1 Plan sketch of shield-bored tunnel and existing Wangjingxi station(m)

盾構(gòu)隧道穿越前對(duì)土體進(jìn)行注漿加固，減小施工對(duì)既有結(jié)構(gòu)的影響。注漿加固范圍為:盾構(gòu)頂板以上2 m、橫斷面3 m范圍內(nèi)的土體，長度為34.4 m，如圖2所示。

根據(jù)北京地鐵15號(hào)線一期工程關(guān)莊站—望京西站區(qū)間巖土工程勘察報(bào)告(以下簡(jiǎn)稱“地勘報(bào)告”)，盾構(gòu)穿越處地層如圖3所示。

圖2 注漿加固范圍(單位:mm)Fig.2 Scope of grouting reinforcement(mm)

既有北京地鐵13號(hào)線望京西站站房為地上2層框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)總寬度為33.8 m，由5 排基礎(chǔ)組成，寬度依次為 4.4，6.1，5.6，6.1，4.5 m，它們之間的凈距依次為3.5，2.45，2.45，3.5 m，基礎(chǔ)底板埋深約為4 m。站內(nèi)軌道為C30混凝土整體道床，道床底板埋深約為1.365 m。站房基礎(chǔ)縱斷面如圖4所示。

2 數(shù)值計(jì)算模型

2.1 模型參數(shù)的選取

根據(jù)地勘報(bào)告可知，注漿加固范圍內(nèi)土層主要為粉質(zhì)黏土和粉細(xì)砂，注漿壓力控制在0.2～0.5 MPa。注漿后各地層參數(shù)如表1所示，新建盾構(gòu)隧道和既有望京西站站房基礎(chǔ)的技術(shù)參數(shù)如表2所示。

2.2 計(jì)算模型的范圍

本次計(jì)算采用ANSYS有限元分析軟件，建立地層－結(jié)構(gòu)三維實(shí)體模型［6］。根據(jù)盾構(gòu)施工的影響范圍，模型長度取130 m，寬度取80 m，高度為重力方向，取50 m。模型中包括既有13號(hào)線望京西站站房基礎(chǔ)、道床結(jié)構(gòu)、土體、注漿加固土體和新建盾構(gòu)隧道，周圍土體(包括注漿加固區(qū)域)和既有站房基礎(chǔ)采用Solid45實(shí)體單元，盾構(gòu)管片采用Shell63殼單元。模型頂面為地面，受重力作用，取自由邊界，不進(jìn)行約束［7］。整體計(jì)算模型如圖5所示。

圖3 盾構(gòu)穿越處地層(單位:m)Fig.3 Geological conditions(m)

圖4 站房基礎(chǔ)縱斷面圖(單位:mm)Fig.4 Longitudinal profile of foundation of existing Metro station(mm)

表1 土層參數(shù)表Table 1 Geotechnical parameters

表2 盾構(gòu)、站房基礎(chǔ)和道床的技術(shù)參數(shù)表Table 2 Technical parameters of shield-bored tunnel，existing Metro station foundation and existing track

圖5 整體計(jì)算模型(單位:m)Fig.5 Calculation model(m)

站房基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)荷載被簡(jiǎn)化為以重力的形式均勻地分布于地面，按照《北京市地鐵運(yùn)營有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)－技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)/工務(wù)維修規(guī)則QB(J)/BDY(A)XL003—2009》的規(guī)定，均布荷載的大小為20 kPa［9］。站房基礎(chǔ)與注漿土體、盾構(gòu)的位置關(guān)系如圖6所示。

圖6 新建結(jié)構(gòu)與既有結(jié)構(gòu)相對(duì)位置關(guān)系Fig.6 Relationship between shield-bored tunnel and existing structure

2.3 施工模擬工序

新建北京地鐵15號(hào)線關(guān)莊站—望京西站盾構(gòu)區(qū)間隧道的施工方向從關(guān)莊站始發(fā)，到達(dá)望京西站，先掘進(jìn)右線，再掘進(jìn)左線。施工模擬工序分為10步進(jìn)行，前5步模擬右線盾構(gòu)隧道施工，掘進(jìn)長度分別為20.4，14.4，9.6，14.4，20.4 m;后5 步模擬左線盾構(gòu)隧道施工，掘進(jìn)長度分別為 20.4，14.4，9.6，14.4，20.4 m。盾構(gòu)隧道施工方向如圖7所示。

圖7 盾構(gòu)隧道施工方向示意圖Fig.7 Shield tunneling direction

3 有限元計(jì)算結(jié)果及分析

新建15號(hào)線關(guān)莊站—望京西站區(qū)間盾構(gòu)隧道施工前，對(duì)盾構(gòu)隧道周圍一定范圍內(nèi)的土體進(jìn)行了注漿加固。為了解注漿加固的作用，運(yùn)用數(shù)值分析比較未注漿和注漿2種工況下既有結(jié)構(gòu)的變形。既有結(jié)構(gòu)包括混凝土整體道床、鋼軌和站房基礎(chǔ)，整體道床與鋼軌示意圖如圖8所示。

圖8 整體道床與鋼軌示意圖Fig.8 Monolithic track bed and rails

3.1 混凝土整體道床變形結(jié)果

根據(jù)數(shù)值分析計(jì)算結(jié)果可知，在土體未注漿和注漿2種工況下，右線盾構(gòu)和左線盾構(gòu)施工完成后道床結(jié)構(gòu)的累計(jì)豎向變形值和累計(jì)橫向變形值如表3所示。

表3 2種工況下道床結(jié)構(gòu)變形Table 3 Deformation of track bed under the condition of grouting reinforcement and non grouting reinforcement mm

3.1.1 未注漿狀態(tài)下道床結(jié)構(gòu)的變形

未注漿狀態(tài)下左、右線道床結(jié)構(gòu)豎向變形和橫向變形云圖如圖9和圖10所示。

圖9 未注漿狀態(tài)下右線盾構(gòu)施工完成后道床結(jié)構(gòu)變形云圖Fig.9 Contour of deformation of track bed after the construction of the right shield-bored tunnel tube is completed under the condition of non grouting reinforcement

圖10 未注漿狀態(tài)下左線盾構(gòu)施工完成后道床結(jié)構(gòu)變形云圖Fig.10 Contour of deformation of track bed after the construction of the left shield-bored tunnel tube is completed under the condition of non grouting reinforcement

由圖9和圖10可知:累計(jì)豎向變形最大值發(fā)生在盾構(gòu)穿越中心對(duì)應(yīng)的道床處，橫向變形以穿越中心為對(duì)稱軸呈反對(duì)稱分布規(guī)律，道床兩端變形最大，方向相反，數(shù)值相差不大。

為便于直觀地了解道床結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律，將研究未注漿狀態(tài)下道床中線的變形，其變形曲線見圖11。

3.1.2 注漿狀態(tài)下道床結(jié)構(gòu)的變形

注漿狀態(tài)下左、右線道床結(jié)構(gòu)豎向變形和橫向變形云圖如圖12和圖13所示。道床中線變形曲線如圖14所示。

圖11 未注漿狀態(tài)下盾構(gòu)施工后道床中線變形曲線Fig.11 Curves of vertical deformation along center line of track bed after the construction of the shield-bored tunnel is completed under the condition of non grouting reinforcement

圖12 注漿狀態(tài)下右線盾構(gòu)施工完成后道床結(jié)構(gòu)變形云圖Fig.12 Contour of deformation of track bed after the construction of the right shield-bored tunnel tube is completed under the condition of grouting reinforcement

圖13 注漿狀態(tài)下左線盾構(gòu)施工完成后道床結(jié)構(gòu)變形云圖Fig.13 Contour of deformation of track bed after the construction of the left shield-bored tunnel tube is completed under the condition of grouting reinforcement

圖14 注漿狀態(tài)下盾構(gòu)施工后道床中線變形曲線Fig.14 Curves of vertical deformation along center line of track bed after the construction of the shield-bored tunnel is completed under the condition of grouting reinforcement

3.2 鋼軌變形規(guī)律

為便于研究盾構(gòu)施工過程中鋼軌的變形規(guī)律，在13號(hào)線左線鋼軌1上選取特征點(diǎn)，分別為工程穿越中心、左線盾構(gòu)和右線盾構(gòu)穿越中心與既有13號(hào)線鋼軌1的交點(diǎn)，如圖15所示。15號(hào)線盾構(gòu)隧道在掘進(jìn)過程中，既有13號(hào)線鋼軌會(huì)產(chǎn)生一定振動(dòng)，甚至?xí)霈F(xiàn)變形。

3.2.1 未注漿狀態(tài)下鋼軌的變形

未注漿狀態(tài)下，盾構(gòu)施工時(shí)鋼軌的豎向變形曲線如圖16所示。

由圖16可知，鋼軌沉降量隨著盾構(gòu)的推進(jìn)不斷增大，在管片推進(jìn)至第50環(huán)和第140環(huán)左右時(shí)，鋼軌的沉降速率達(dá)到最大，左線穿越完成后，鋼軌的沉降趨于穩(wěn)定，大約穩(wěn)定在6.4 mm。

未注漿狀態(tài)下，盾構(gòu)施工時(shí)鋼軌的橫向變形曲線如圖17所示。

圖15 選取的鋼軌特征點(diǎn)Fig.15 Characteristic points of rail selected

圖16 未注漿狀態(tài)下盾構(gòu)施工時(shí)鋼軌豎向變形曲線Fig.16 Curves of vertical deformation of rail when the shield is boring under the condition of non grouting reinforcement

圖17 未注漿狀態(tài)下盾構(gòu)施工時(shí)鋼軌橫向變形曲線Fig.17 Curves of transverse deformation of rail when the shield is boring under the condition of non grouting reinforcement

由圖17可知，右線盾構(gòu)施工時(shí)，鋼軌橫向變形呈“V”型;左線盾構(gòu)施工時(shí)，鋼軌橫向變形呈“W”型。當(dāng)管片推進(jìn)至第50環(huán)和第140環(huán)左右時(shí)，鋼軌的2次橫向變形達(dá)到最大值，分別為0.775 mm和1.1 mm;此時(shí)，盾構(gòu)正好處于穿越中心位置處，對(duì)鋼軌的影響最大。

3.2.2 注漿狀態(tài)下鋼軌的變形

注漿狀態(tài)下，盾構(gòu)施工時(shí)鋼軌的豎向變形曲線如圖18所示。

由圖18可知，鋼軌在盾構(gòu)施工過程中的豎向位移變化規(guī)律與未注漿狀態(tài)相似，但達(dá)到最終狀態(tài)時(shí)的沉降值變小，大約為2.8 mm。

注漿狀態(tài)下，盾構(gòu)施工時(shí)鋼軌的橫向變形曲線如圖19所示。

由圖19可知，鋼軌在盾構(gòu)施工過程中的橫向位移變化規(guī)律與未注漿狀態(tài)相似，但達(dá)到最終狀態(tài)時(shí)的變形值變小，大約為0.75 mm。

圖18 注漿狀態(tài)下盾構(gòu)施工時(shí)鋼軌豎向變形曲線Fig.18 Curves of vertical deformation of rail when the shield is boring under the condition of grouting reinforcement

圖19 注漿狀態(tài)下盾構(gòu)施工時(shí)鋼軌橫向變形曲線Fig.19 Curves of transverse deformation of rail when the shield is boring under the condition of grouting reinforcement

3.3 望京西站站房基礎(chǔ)變形結(jié)果

既有北京地鐵13號(hào)線望京西站站房為地上2層框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。為分析盾構(gòu)施工對(duì)站房結(jié)構(gòu)的影響，將站房基礎(chǔ)的最終沉降和相鄰基礎(chǔ)間的最大差異沉降作為考察指標(biāo)。土體注漿和未注漿狀態(tài)下站房的變形結(jié)果如表4所示，站房基礎(chǔ)最終狀態(tài)變形云圖如圖20所示。

表4 既有站房基礎(chǔ)變形結(jié)果Table 4 Deformation of foundation of existing Metro station mm

圖20 站房基礎(chǔ)最終狀態(tài)變形云圖Fig.20 Contour of final deformation of foundation of existing Metro station

3.4 本章小結(jié)

3.4.1 基本結(jié)論

在土體注漿和未注漿狀況下，既有結(jié)構(gòu)最終狀態(tài)的變形結(jié)果如表5所示。

表5 既有結(jié)構(gòu)的變形結(jié)果Table 5 Deformation of existing structures mm

由表5可知，對(duì)盾構(gòu)周圍土體進(jìn)行注漿加固之后，盾構(gòu)施工引起既有結(jié)構(gòu)的變形明顯減小，注漿加固效果非常顯著;且在注漿加固狀態(tài)下，鋼軌的最大豎向變形值為2.8 mm，最大橫向變形值為0.75 mm，對(duì)軌道采取防護(hù)措施能保證地鐵的安全運(yùn)營。施工對(duì)線路的影響范圍為:自穿越中心沿13號(hào)線軌道方向向兩側(cè)各外延40 m。

GB 50007—2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中，有關(guān)建筑物地基變形允許值的規(guī)定如表6所示［10］。根據(jù)既有13號(hào)線望京西站資料，站房基礎(chǔ)為地上2層框架結(jié)構(gòu)，相鄰基礎(chǔ)最小中心距離為5.265 m，且站房基礎(chǔ)處地基是中、低壓縮性土，根據(jù)規(guī)范［10］，相鄰基礎(chǔ)間最大沉降差允許值為10.53 mm;而根據(jù)數(shù)值計(jì)算，在土體注漿加固狀態(tài)下，相鄰站房基礎(chǔ)間的最大差異沉降為1.145 mm。因此，在正常施工條件下，采取嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)措施，能保證既有望京西站站房基礎(chǔ)的安全。

表6 建筑物的地基允許變形值Table 6 Allowed deformation of foundation base of existing Metro station m

3.4.2 控制指標(biāo)

監(jiān)測(cè)控制指標(biāo)的制定應(yīng)依據(jù)其他類似工程經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)［11］。在綜合考慮ANSYS三維有限元分析計(jì)算、《北京市地鐵運(yùn)營有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)－技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)/工務(wù)維修規(guī)則 QB(J)/BDY(A)XL003—2009》和北京市地鐵運(yùn)營有限公司對(duì)于下穿地鐵工程列車安全運(yùn)營的有關(guān)規(guī)定，確定既有13號(hào)線望京西站結(jié)構(gòu)變形的控制值，并將控制值的80%作為報(bào)警值，70%作為預(yù)警值。既有13號(hào)線望京西站地鐵結(jié)構(gòu)的變形控制值如表7—11所示。

表7 站房基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)差異沉降變形控制值Table 7 Control value of differential settlement of foundation of existing Metro station mm

表8 軌道結(jié)構(gòu)變形控制值Table 8 Control value of deformation of track structure mm

表9 單線穿越后軌道結(jié)構(gòu)沉降變形控制值Table 9 Control value of settlement of track structure after the construction of one single shield-bored tunnel tube is completed mm

表10 軌道結(jié)構(gòu)變形速率控制值Table 10 Controll value of deformation rate of track structure mm/d

盾構(gòu)施工前，需對(duì)土體進(jìn)行注漿加固，注漿時(shí)有可能會(huì)引起軌道結(jié)構(gòu)上浮，因此，需要控制好注漿壓力。既有結(jié)構(gòu)注漿上浮控制值如表11所示。

表11 注漿加固施工軌道結(jié)構(gòu)變形控制值Table 11 Control value of deformation of track structure caused by grouting reinforcement mm

4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

4.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容與方法

本工程施工監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括既有望京西站站房基礎(chǔ)及扶梯結(jié)構(gòu)豎向變形、站房基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)差異沉降、軌道結(jié)構(gòu)豎向變形監(jiān)測(cè)及幾何形位的檢查。采用人工監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化監(jiān)測(cè)相結(jié)合，以自動(dòng)化監(jiān)測(cè)為主，人工監(jiān)測(cè)為輔的監(jiān)測(cè)方法［12－13］。本工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如表12和表13所示。

表12 望京西站站房基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目Table 12 Monitoring items of foundation of Wangjingxi station

表13 軌道結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目Table 13 Monitoring items of track structure

13號(hào)線望京西站車站站房及扶梯結(jié)構(gòu)豎向變形共布63個(gè)測(cè)點(diǎn)，軌道結(jié)構(gòu)豎向變形共布64個(gè)測(cè)點(diǎn)。

4.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

監(jiān)測(cè)結(jié)果是在對(duì)土體進(jìn)行注漿加固措施后得到的，主要包括站房及扶梯豎向位移、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)差異沉降和軌道結(jié)構(gòu)的豎向位移。

4.2.1 望京西站站房及扶梯結(jié)構(gòu)豎向監(jiān)測(cè)

豎向變形時(shí)程曲線如圖21和圖22所示。

由圖21和圖22可知:望京西站站房基礎(chǔ)和扶梯結(jié)構(gòu)的最大豎向變形值可達(dá)到4 mm，相鄰站房基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的最大差異沉降控制在5 mm之內(nèi)，既有站房和扶梯結(jié)構(gòu)是安全的。

4.2.2 望京西站站房基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)差異沉降監(jiān)測(cè)

由北京地鐵15號(hào)線一期工程關(guān)莊站—望京西站下穿既有地鐵13號(hào)線望京西站站房結(jié)構(gòu)差異沉降監(jiān)測(cè)可知，相鄰基礎(chǔ)間結(jié)構(gòu)最大累計(jì)變化量為1.7 mm，此變化量在相鄰基礎(chǔ)差異沉降控制值(5 mm)之內(nèi)。

圖21 西站房及扶梯結(jié)構(gòu)豎向變形時(shí)程曲線(2012—2013年)Fig.21 Vertical deformation of west foundation and escalator vs.time(from 2012 to 2013)

圖22 東站房及扶梯結(jié)構(gòu)豎向變形時(shí)程曲線(2012—2013年)Fig.22 Vertical deformation of east foundation and escalator vs.time(from 2012 to 2013)

4.2.3 軌道結(jié)構(gòu)豎向監(jiān)測(cè)

豎向變形時(shí)程曲線如圖23和24所示。

由圖23和圖24可知:在2013年4月15日前，盾構(gòu)隧道施工引起軌道結(jié)構(gòu)的豎向變形基本控制在2 mm之內(nèi)，未達(dá)到軌道結(jié)構(gòu)變形的預(yù)警值;在2013年4月15日后，盾構(gòu)隧道施工引起軌道結(jié)構(gòu)的豎向變形接近4 mm，超過了軌道結(jié)構(gòu)的控制值(3 mm)。軌道結(jié)構(gòu)豎向變形產(chǎn)生突變的原因是由于盾構(gòu)的超挖時(shí)間過長，導(dǎo)致土體應(yīng)力釋放過大，造成盾構(gòu)整體姿態(tài)下沉，從而使軌道結(jié)構(gòu)的沉降產(chǎn)生突變。

圖23 下行軌道結(jié)構(gòu)豎向變形時(shí)程曲線(2012—2013年)Fig.23 Vertical deformation of down-line track structure vs.time(from 2012 to 2013)

圖24 上行軌道結(jié)構(gòu)豎向變形時(shí)程曲線(2012—2013年)Fig.24 Vertical deformation of up-line track structure vs.time(from 2012 to 2013)

4.2.4 數(shù)值模擬結(jié)果與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比和分析

在土體注漿加固的情況下，ANSYS有限元分析軟件計(jì)算得出的既有結(jié)構(gòu)豎向變形結(jié)果與監(jiān)測(cè)結(jié)果比較如表14所示。

表14 有限元分析軟件計(jì)算結(jié)果與監(jiān)測(cè)結(jié)果比較Table 14 Comparison and contrast between finite element analysis results and monitoring results mm

由表14可知，ANSYS有限元分析軟件與實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果相差不大，保證了ANSYS有限元分析軟件的正確性。若在盾構(gòu)隧道施工過程中采取嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)措施，并及時(shí)糾偏既有發(fā)生的較大變形，才能保證穿越工程的安全和順利實(shí)施。

5 結(jié)論與體會(huì)

在土體注漿加固和未注漿加固2種工況下，對(duì)盾構(gòu)下穿13號(hào)線望京西站站房基礎(chǔ)施工進(jìn)行了模擬計(jì)算，可以得出以下結(jié)論。

1)隨著盾構(gòu)向前掘進(jìn)，土體卸載引起土體應(yīng)力釋放，使既有望京西站站房基礎(chǔ)和軌道結(jié)構(gòu)都產(chǎn)生了一定程度的變形。通過對(duì)盾構(gòu)與站房基礎(chǔ)間的土層進(jìn)行注漿加固，能明顯減小盾構(gòu)施工引起既有結(jié)構(gòu)的變形。

2)在盾構(gòu)推進(jìn)過程中，既有站房基礎(chǔ)和軌道結(jié)構(gòu)的沉降值隨著盾構(gòu)推進(jìn)會(huì)逐漸變大;當(dāng)盾構(gòu)位于既有結(jié)構(gòu)正下方時(shí)，沉降速率達(dá)到最大。

3)對(duì)盾構(gòu)上方土體采取注漿加固的措施，盾構(gòu)施工時(shí)，既有結(jié)構(gòu)的變形值較小。若在正常施工條件下，對(duì)既有結(jié)構(gòu)采取嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)措施和應(yīng)急措施，隧道施工就能夠保證既有結(jié)構(gòu)的安全和正常運(yùn)營。

本文的研究成果對(duì)今后盾構(gòu)隧道下穿既有構(gòu)筑物，特別是車站，具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。然而，由于對(duì)ANSYS有限元軟件知識(shí)的欠缺，故未對(duì)土倉壓力造成工作面前方土體及結(jié)構(gòu)的隆起值進(jìn)行模擬;且本文只對(duì)注漿加固這一種施工方法進(jìn)行了模擬計(jì)算和分析，未對(duì)其他加固措施(如樁基托換技術(shù)等)進(jìn)行分析。因此，本文的研究存在一定的局限性，有待后續(xù)技術(shù)人員不斷改進(jìn)，并進(jìn)行更深層次的研究。

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