北京地鐵大興機(jī)場(chǎng)線矩形斷面大跨度隧道上穿施工時(shí)對(duì)既有線結(jié)構(gòu)變形的控制

寇鼎濤

(1.北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司,100068,北京;2.城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)與安全監(jiān)控北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,100068,北京∥正高級(jí)工程師)

地鐵新建線路上穿既有線時(shí),若穿越的地層淺薄,地質(zhì)松散軟弱,則新建工程施工很可能導(dǎo)致既有線結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形。許多學(xué)者圍繞此類問題開展了研究。文獻(xiàn)[1]針對(duì)具體項(xiàng)目提出上穿基坑分層開挖與下穿結(jié)構(gòu)分步交替施工方案,進(jìn)而控制既有結(jié)構(gòu)的差異沉降。文獻(xiàn)[2]研究了某項(xiàng)目明暗挖施工時(shí)既有線結(jié)構(gòu)的變形及內(nèi)力變化規(guī)律,從技術(shù)安全角度驗(yàn)證了其明暗挖方案的可行性。文獻(xiàn)[3]研究了某淺埋暗挖隧道上穿既有盾構(gòu)隧道的變形規(guī)律和受力分析。文獻(xiàn)[4]通過數(shù)值模擬,研究了盾構(gòu)施工近距離上穿既有線時(shí)對(duì)既有線的影響范圍和影響度。文獻(xiàn)[5]研究發(fā)現(xiàn)人工抽條放坡開挖+板錨支護(hù)能有效地控制既有地鐵隧道的變形。文獻(xiàn)[6-8]等對(duì)上穿既有線工程的變形影響和控制進(jìn)行了理論、模擬及實(shí)測(cè)等多方面的研究,均取得了一系列成果。

然而,在我國(guó)目前的研究中,上穿既有線的新建隧道施工方法多為明挖法、盾構(gòu)法及礦山法,而鮮有PBA法(洞樁逆作法)。本文依托北京地鐵大興機(jī)場(chǎng)線磁各莊站—草橋站區(qū)間(以下簡(jiǎn)稱“磁—草區(qū)間”)上穿既有北京地鐵10號(hào)線草橋站—紀(jì)家廟站區(qū)間工程(以下簡(jiǎn)稱“既有線”),通過方案比選、數(shù)值模擬及施工監(jiān)測(cè)等,對(duì)PBA法暗挖隧道近距離上穿既有線的安全風(fēng)險(xiǎn)控制進(jìn)行研究,以期為此類工程的安全推進(jìn)提供借鑒。

1 工程基本情況

1.1 新建隧道工程概況

新建的磁—草區(qū)間隧道位于草橋站小里程端,于北京南三環(huán)西路玉泉營(yíng)立交橋東側(cè)、鎮(zhèn)國(guó)寺北街下方,以68°平面交角上穿既有線。磁—草區(qū)間長(zhǎng)約77.4 m,隧道結(jié)構(gòu)形式為單洞雙線單層框架結(jié)構(gòu)。開挖斷面寬度為11.8 m,高度為9.3 m,頂覆土厚度約為4.0 m。磁—草區(qū)間北半部分上方道路為雙向六車道,沿道路埋設(shè)有上水、燃?xì)狻⒂晁?、通信及污水?根管線;管線埋深為1.0～3.0 m,與新建隧道結(jié)構(gòu)頂距離為1.4～2.2 m。磁—草區(qū)間南半部分下方為既有線;新建隧道結(jié)構(gòu)底板與既有線隧道的盾構(gòu)管片凈距僅為0.8 m。磁—草區(qū)間上穿既有線工程平面圖見圖1,縱剖面見圖2。

圖1 磁—草區(qū)間上穿既有線工程平面圖

尺寸單位:mm

1.2 地質(zhì)情況

磁—草區(qū)間上穿既有線工程新建隧道穿越地層主要為填土層、粉土層、粉細(xì)砂層、卵石圓礫層及卵石層,穿越處無地下水。既有線全斷面基本位于卵石地層中,局部拱頂位于粉細(xì)砂層。新建隧道頂板位于粉細(xì)砂層,下部位于卵石圓礫層,底板位于粉細(xì)砂層及卵石層。

磁—草區(qū)間上穿既有線工程范圍的地下水位埋深約為24.0 m,位于既有線結(jié)構(gòu)底以下9.0 m。

1.3 既有線概況

既有線于2012年底開通運(yùn)營(yíng)。既有線隧道外徑為6.0 m;管片采用C50混凝土,厚度為300 mm,環(huán)寬為1.2 m。既有線采用60 kg/m鋼軌無縫線路,鋪設(shè)整體道床及梯形軌枕道床,且道床高度為890 mm;拱頂埋深為13.24 m;全斷面位于卵石層中;南、北雙線隧道間距約為10 m,線路平曲線半徑為500 m,豎曲線半徑為3 000 m;線路自東向西為下坡,坡度為22‰。

2 施工方案比選

按照全線工程籌劃,大興機(jī)場(chǎng)線應(yīng)與大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)同期投入使用,故磁—草區(qū)間上穿既有線工程的如期貫通就尤為重要。由于磁—草區(qū)間的征地拆遷和管線改移等前期工作難度極大,因此為保障工期,需要在充分考慮施工安全的前期下,合理選擇施工方案。

2.1 明挖方案

明挖方案中,磁—草區(qū)間上穿既有線工程采用明挖法施工,且新建隧道上穿段結(jié)構(gòu)采用矩形斷面形式。為控制明挖開挖對(duì)既有線卸載作用的一次性影響,須分期施工:在磁—草區(qū)間上穿既有線工程施工前,將鎮(zhèn)國(guó)寺北街交通向北側(cè)疏解至草橋站上方;待鎮(zhèn)國(guó)寺北街下方區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)全部施工完成后,恢復(fù)鎮(zhèn)國(guó)寺北街交通;最后,進(jìn)行草橋站南端頭施工。

隧道周圍土體卸載后,既有線會(huì)因土體回彈變形而產(chǎn)生變形風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)此,明挖施工方案主要采取如下措施:

1) 既有線隧道外側(cè)2 m處打設(shè)57根φ800 mm板凳樁,間距為1 500 mm;基坑回填部分采用砂回填;在新建隧道結(jié)構(gòu)底部與既有線隧道上半部范圍進(jìn)行雙液漿地面深孔注漿。明挖方案的既有線加固措施見圖3。

圖3 明挖方案的既有線加固措施圖

2) 明挖基坑沿縱向分塊開挖、分塊澆筑,先開挖板凳樁兩側(cè)區(qū)域并澆筑結(jié)構(gòu);待結(jié)構(gòu)達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,開挖剩余區(qū)域。

2.2 暗挖方案

在暗挖方案中,受草橋站側(cè)式站臺(tái)的線間距限制,磁—草區(qū)間上穿既有線工程采用PBA法暗挖施工。

針對(duì)既有線隧道的變形問題,暗挖施工方案主要采取如下措施:

1) 新建隧道PBA法暗挖施工有4個(gè)上層導(dǎo)洞。首先,開挖邊洞;邊洞貫通后,在導(dǎo)洞內(nèi)近距離騎跨既有線處施工φ1 000 mm、間距為1 800 mm的人工挖孔樁,以及大截面樁頂冠梁;隨后,進(jìn)行初期支護(hù)扣拱施工,再錯(cuò)步開挖中間導(dǎo)洞;上層導(dǎo)洞開挖完成后,進(jìn)行微拱直墻二次襯砌扣拱施工。上層導(dǎo)洞開挖前,進(jìn)行超前深孔注漿,并對(duì)拱部180°范圍打設(shè)φ108 mm、間距為400 mm的大管棚,及用于超前注漿的DN 32(公稱直徑為32 mm)小導(dǎo)管。通過大管棚和超前深孔注漿來增強(qiáng)新建隧道頂部的支護(hù)剛度,以確保上方道路及周邊管線安全。二次襯砌扣拱時(shí),須保留中間導(dǎo)洞型鋼制豎向支撐,以確保支撐拆除時(shí)的施工安全。

2) 在上層導(dǎo)洞施工期間,須適時(shí)在南端豎井內(nèi)向新建隧道底部打設(shè)φ402 mm、間距為450 mm的超前管幕。新建隧道上層結(jié)構(gòu)的二次襯砌扣拱完成后,采用臺(tái)階法分段開挖下層導(dǎo)洞;在吊腳樁范圍內(nèi)開挖過程中,應(yīng)及時(shí)架設(shè)型鋼支撐,以確保既有線隧道的安全及洞身開挖的穩(wěn)定;開挖至既有線隧道上方時(shí),施做鋼腰梁及錨索,主動(dòng)控制既有線隧道的結(jié)構(gòu)隆起;完成底板及側(cè)墻施工后,進(jìn)行底板下低壓填充注漿。

暗挖方案的施工措施橫斷面見圖4,縱斷面見圖5。

尺寸單位:mm

尺寸單位:mm

2.3 方案比選

根據(jù)對(duì)既有線的變形影響、既有線的變形控制措施、對(duì)地面環(huán)境的影響、自身風(fēng)險(xiǎn)控制、工期及造價(jià)5個(gè)因素,對(duì)明挖方案和暗挖方案進(jìn)行綜合比選,如表1所示。

表1 磁—草區(qū)間上穿既有線工程施工方案比選

由表1可見:

1) 暗挖方案中,新建隧道的上部結(jié)構(gòu)施工采取超前管棚注漿措施,增強(qiáng)了頂部支護(hù)剛度,確保上方道路及周邊管線安全;新建隧道的下部結(jié)構(gòu)施工采用管幕注漿+錨索等措施對(duì)既有線安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行控制,可控性強(qiáng)。

2) 明挖法需要交通改行和市政管線改移,在周邊環(huán)境復(fù)雜的情況下耗時(shí)較長(zhǎng)。相較于明挖方案,暗挖方案能有效規(guī)避交通改行和管線改移帶來的不可控工期風(fēng)險(xiǎn),使總工期縮短了4個(gè)月。

3) PBA法暗挖施工技術(shù)已成熟應(yīng)用于地鐵建設(shè)領(lǐng)域。導(dǎo)洞開挖安全可靠,施工靈活。通過精心組織和有效管理,能夠完全控制其自身風(fēng)險(xiǎn)。

4) 從工程造價(jià)角度看,對(duì)于磁—草區(qū)間上穿既有線工程,暗挖方案造價(jià)比明挖方案造價(jià)僅高約500萬元。綜合考慮環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、施工工期和通車壓力,增加的這部分造價(jià)顯得微乎其微。

由此可見,磁—草區(qū)間上穿既有線工程施工采用暗挖方案更優(yōu)。

3 施工過程的模擬計(jì)算

本文使用FLAC3D軟件建立三維模型,綜合考慮各種施工措施,模擬磁—草區(qū)間上穿既有線工程的施工過程,進(jìn)而預(yù)測(cè)既有線的結(jié)構(gòu)變形值。根據(jù)對(duì)既有線安全性影響的評(píng)估,既有線的變形控制值見表2。

表2 磁—草區(qū)間上穿既有線工程的既有線變形控制值

3.1 三維模型的建立

三維模型尺寸為60 m(長(zhǎng))×60 m(寬)×46 m(高),土體從上到下依次為人工填土、粉細(xì)砂、砂卵石。磁—草區(qū)間上穿既有線工程三維模型如圖6所示。模型中:土體材料遵守摩爾-庫倫準(zhǔn)則,襯砌采用實(shí)體單元,邊樁、錨索及管幕鋼管采用結(jié)構(gòu)單元模擬,鋼管間采用彈性介質(zhì)連接,錨索采用桁架單元,管片實(shí)體及螺栓均采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬,螺栓受拉的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系采用理想彈塑性本構(gòu)關(guān)系。

圖6 磁—草區(qū)間上穿既有線工程三維模型示意圖

磁—草區(qū)間上穿既有線工程三維模型的材料參數(shù)見表3。

表3 磁—草區(qū)間上穿既有線工程三維模型的材料參數(shù)表

3.2 施工步驟的模擬

為便于計(jì)算,在模擬計(jì)算中將施工步驟合理簡(jiǎn)化。模擬計(jì)算的施工步驟如下:

1) 計(jì)算初始地應(yīng)力至平衡狀態(tài),初始位移清零;

2) 模擬既有線的開挖及施作襯砌,并計(jì)算至平衡狀態(tài),將既有線周圍土體位移清零;

3) 上部導(dǎo)洞深孔注漿、開挖;

4) 施作板凳樁;

5) 上部導(dǎo)洞初期支護(hù)破除,施作頂部扣拱;

6) 打設(shè)超前管幕,進(jìn)行補(bǔ)償注漿;

7) 下部土體分五段采用臺(tái)階式開挖,施作二次襯砌,打設(shè)錨索,底板下低壓注漿。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn),以新建隧道中線為對(duì)稱軸,在圓形隧道頂部、底部及腰部?jī)蓚?cè)設(shè)置模擬測(cè)點(diǎn),模擬測(cè)點(diǎn)間距為3 m,共設(shè)17個(gè)模擬監(jiān)測(cè)斷面。

3.3 模擬計(jì)算結(jié)果

經(jīng)模擬計(jì)算,施工完成后,既有線隧道結(jié)構(gòu)底部變形云圖見圖7,既有線隧道結(jié)構(gòu)頂部及底部的豎向最終變形圖見圖8,既有線隧道結(jié)構(gòu)位移最大點(diǎn)的時(shí)態(tài)曲線見圖9,既有線隧道結(jié)構(gòu)徑向收斂時(shí)態(tài)曲線見圖10。各施工階段的既有線隧道變形量模擬計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表4 各施工階段的既有線隧道變形量模擬計(jì)算結(jié)果

圖7 既有線隧道結(jié)構(gòu)底部豎向變形云圖

圖8 既有線隧道結(jié)構(gòu)頂部及底部的豎向最終變形圖

圖9 既有線隧道結(jié)構(gòu)位移最大點(diǎn)的時(shí)態(tài)曲線圖

圖10 既有線隧道結(jié)構(gòu)徑向收斂時(shí)態(tài)曲線圖

分析圖7—圖10以及表4,可以看出:

1) 在上部小導(dǎo)洞開挖階段,既有線隧道結(jié)構(gòu)底部上浮0.16 mm,頂部上浮0.46 mm,變形微小。

2) 在板凳樁施工、扣拱二次襯砌施工及管幕注漿施工階段,既有線隧道發(fā)生沉降。該階段末,既有線隧道底部和頂部累計(jì)豎向位移分別為-1.2 mm和-1.1 mm,說明板凳樁、扣拱及管幕的施工對(duì)既有線隧道上浮的加載下壓作用有較明顯效果。

3) 在新建隧道的下部土體開挖階段,既有線隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯隆起。新建隧道中部下方的既有線隧道結(jié)構(gòu)隆起值最大。該階段末,既有線隧道結(jié)構(gòu)底部和頂部的累計(jì)豎向位移分別為0.18 mm和1.73 mm。

4) 新建隧道結(jié)構(gòu)施工完后,通過底板低壓注漿,使既有線隧道結(jié)構(gòu)底部和頂部的水平變形逐漸收斂穩(wěn)定,最終水平徑向收斂值穩(wěn)定在0.41 mm和1.72 mm。

5) 既有線隧道結(jié)構(gòu)水平徑向收斂變形與豎向位移的變化趨勢(shì)一致,先呈收縮狀態(tài)后呈拉伸狀態(tài)。最大收斂值為0.84 mm。

綜上可知,采用PBA法完成暗挖施工后,既有線隧道結(jié)構(gòu)底部和頂部均有上浮,且底部最終累計(jì)最大豎向位移為0.41 mm,頂部累計(jì)最大豎向位移為1.72 mm,符合表 2的控制要求,說明整個(gè)施工過程安全可控。這從理論上驗(yàn)證了施工安全控制效果良好。

4 實(shí)際施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)控制

根據(jù)模擬預(yù)測(cè)結(jié)果,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工應(yīng)重點(diǎn)控制新建隧道的下部開挖階段。由于新建隧道底板與既有線管片凈距僅為0.8 m,管幕與既有線管片凈距僅為0.4 m,因此,須嚴(yán)格控制管幕的打設(shè)精度、土方開挖的卸荷效應(yīng)及底板閉合加固的及時(shí)性。這是確保既有線安全的關(guān)鍵。

4.1 關(guān)鍵工序的安全風(fēng)險(xiǎn)控制措施

4.1.1 管幕

1) 管幕采用螺旋頂管機(jī)打設(shè)。單管長(zhǎng)度為38.5 m,共26根。其端頭通過鎖扣橫向連接為整體。管幕施工前,應(yīng)核對(duì)既有線隧道結(jié)構(gòu)的拱頂標(biāo)高,以確保管幕施工中既有線管片的安全。

2) 正式施工前做試驗(yàn)孔,以核實(shí)地層,修正鉆進(jìn)參數(shù)。先打設(shè)中間定位管,再施工普通管。管幕施工應(yīng)邊頂進(jìn),邊出土,要嚴(yán)格控制頂進(jìn)速度,使頂進(jìn)速度與出土速度相協(xié)調(diào)。

3) 管幕施工中,打設(shè)完成1～2根鋼管后,要及時(shí)進(jìn)行管外補(bǔ)償注漿。注漿采用1∶1水泥漿,壓力小于0.1 MPa,采取插導(dǎo)管后退式注漿。在管幕施工過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)既有線的監(jiān)測(cè)和巡視。

4) 補(bǔ)償注漿根據(jù)注漿量和溢孔溢漿的現(xiàn)場(chǎng)觀察情況進(jìn)行雙項(xiàng)指標(biāo)控制,以確保管內(nèi)水泥砂漿填充密實(shí)。

4.1.2 土方開挖

新建隧道下部由南向北分5段采用臺(tái)階式開挖,并在開挖過程中密切監(jiān)測(cè)既有線的變形。新建隧道下部開挖分段布置見圖11。

尺寸單位:mm

前4段開挖長(zhǎng)度分別為8.0、12.0、6.0、12.0 m,開挖范圍分別覆蓋一道錨索。土方開挖采用PC60型挖掘機(jī)。開挖前精確標(biāo)出分段線,當(dāng)挖至距管幕0.3 m時(shí),由人工開挖清理,以減小對(duì)下臥層的擾動(dòng)。

為加快施工進(jìn)度,第五段(開挖長(zhǎng)度為24.7 m)為南北對(duì)向開挖。隨開挖進(jìn)展,在樁間施作噴錨網(wǎng)支護(hù),并安裝對(duì)撐。

4.1.3 錨索

每段開挖支護(hù)完成后隨即施作錨索。通過橫向設(shè)置鋼腰梁卡扣,使每道鋼腰梁能橫向作用2根錨索。錨固體采用高強(qiáng)度無收縮灌漿料二次壓漿,且壓漿時(shí)需穩(wěn)壓2 min。

錨固體強(qiáng)度達(dá)到20 MPa后,進(jìn)行錨索張拉。預(yù)應(yīng)力錨索強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1 860 MPa。正式張拉前,按設(shè)計(jì)軸力的10%進(jìn)行預(yù)張拉。張拉過程中須密切關(guān)注既有線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化。

4.1.4 二次襯砌及低壓注漿

底板施工時(shí)應(yīng)預(yù)留槽段,保留錨索及腰梁,并在底板預(yù)埋注漿管。注漿管預(yù)埋范圍為既有線投影范圍外3.0 m之內(nèi)。底板完成后隨即施作側(cè)墻,快速封閉成環(huán)。背后注漿在二次襯砌達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行,注漿管按照0.9 m×0.9 m間隔梅花形布置,采用低壓充填式注漿,注漿壓力不大于0.2 MPa,注漿漿液為1∶1水泥砂漿。注漿在既有線規(guī)定的夜間停運(yùn)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。注漿過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)既有線的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與巡視。

4.2 既有線的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

為確保既有線安全,須在新建隧道施工期間對(duì)既有線結(jié)構(gòu)的典型部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括隧道結(jié)構(gòu)沉降、軌道道床結(jié)構(gòu)沉降、隧道結(jié)構(gòu)水平位移、管片結(jié)構(gòu)收斂、管片錯(cuò)臺(tái)、軌道靜態(tài)幾何形位等。隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)同時(shí)采用靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方法和人工監(jiān)測(cè)方法,兩種方法的監(jiān)測(cè)結(jié)果互為校核。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)范圍為新建隧道結(jié)構(gòu)及兩側(cè)40 m內(nèi),其中每個(gè)新建隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)布設(shè)3排。既有線的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置見圖12。

a) 平面布置

4.3 實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

選取新建隧道中心線下方一排監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得到既有線隧道結(jié)構(gòu)沉降變形時(shí)態(tài)曲線見圖13。結(jié)合圖13可看出,整個(gè)施工階段既有線結(jié)構(gòu)變形變化趨勢(shì)整體與模擬情況較一致,細(xì)部過程中有較大起伏波動(dòng)。

圖13 既有線隧道結(jié)構(gòu)沉降時(shí)態(tài)曲線

由于道床變形直接影響列車運(yùn)行,故施工過程中還加強(qiáng)了對(duì)既有線道床的監(jiān)測(cè)。既有線道床變形時(shí)態(tài)曲線見圖14。由圖14可以看出,道床與隧道結(jié)構(gòu)底部的變形趨勢(shì)高度一致。

圖14 既有線隧道道床沉降時(shí)態(tài)曲線

人工監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性通常會(huì)受到列車運(yùn)行影響。為了更加精確地觀測(cè),采用靜力水準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方法對(duì)既有線結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。經(jīng)統(tǒng)計(jì),繪制新建隧道下部開挖階段既有線隧道結(jié)構(gòu)靜力水準(zhǔn)變形時(shí)態(tài)曲線見圖15。

圖15 新建隧道下部開挖階段既有線隧道結(jié)構(gòu)靜力水準(zhǔn)變形時(shí)態(tài)曲線

由圖15可以看出,新建隧道下部開挖階段施工時(shí)的既有線隧道結(jié)構(gòu)變形波動(dòng)也較明顯,待施工完成后數(shù)據(jù)才逐漸穩(wěn)定。經(jīng)分析,這是由新建隧道下部開挖時(shí)復(fù)雜的施工工況導(dǎo)致的。

磁—草區(qū)間上穿既有線工程完成后,既有線隧道最終變形的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值對(duì)比見表5。表5表明,既有線結(jié)構(gòu)上浮及收斂的實(shí)測(cè)值均低于預(yù)測(cè)值,其余項(xiàng)目也均滿足控制要求,說明既有線結(jié)構(gòu)變形控制措施有效,項(xiàng)目實(shí)際的安全控制效果良好。

表5 既有線隧道最終變形的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值對(duì)比

5 結(jié)語

1) 通過方案比選,確定磁—草區(qū)間上穿既有線工程采用PBA法暗挖施工,有效規(guī)避了因交通改行和管線改移帶來的工期不可控風(fēng)險(xiǎn),使得磁—草區(qū)間隧道按原計(jì)劃節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了貫通,有力保障了北京地鐵大興機(jī)場(chǎng)線的如期開通。

2) 運(yùn)用FLAC3D軟件進(jìn)行模擬,預(yù)測(cè)在PBA法暗挖施工影響下既有線結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形量。預(yù)測(cè)結(jié)果表明,PBA法暗挖施工完成后既有線隧道底部和頂部均有上浮,底部上浮最大值為0.41 mm,頂部上浮最大值為1.72 mm,符合累計(jì)最大變形為2 mm的控制要求,使整個(gè)施工過程變形風(fēng)險(xiǎn)安全可控。此外,根據(jù)模擬得到的既有線結(jié)構(gòu)變形規(guī)律,進(jìn)一步明確了管幕、分段分層開挖、均衡卸荷、預(yù)應(yīng)力錨索及底板下低壓注漿等關(guān)鍵工序的變形控制措施,并在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)重點(diǎn)把控。

3) 通過對(duì)工程實(shí)施過程加強(qiáng)監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)在PBA法暗挖施工期間,既有線隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)結(jié)果未發(fā)生預(yù)警,施工自身安全及既有線安全始終可控。根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果,既有線主體結(jié)構(gòu)上浮1.32 mm,水平收斂1.00 mm,道床上浮1.20 mm,管片錯(cuò)臺(tái)-0.04 mm,均在控制值允許范圍以內(nèi),說明磁—草區(qū)間上穿既有線工程總體安全控制情況良好。