同时注意盾构姿态的控制, 在盾构推进和管片拼装时确保姿态不后退、不变向、不变坡, 保持连续均衡的施工。并且在公路隧道与盾构隧道互交处, 加载垫层, 沿玄武湖隧道纵向设抗拔桩。
3 实测情况分析
盾构左线于2002 年5 月16 日至19 日完成公路隧道段的施工。在盾构机接近公路隧道60m 到远离公路隧道100m 这一阶段, 连续对监测项目进行跟踪监测分析。
(1) 土压力分析图2 是盾构机左线穿越公路隧道时, 土压力的变化情况。
图2 土压力变化曲线土压力的变化规律与盾构施工进程相对应, 土压变化规律比较明显, 主要有以下特点: 1) 右线土压力(Y4 、Y5 、Y6) 基本没有变化, 说明盾构掘进影响范围比较小, 右线上方土压力比较正常, 土体没有发生大的扰动。
2) 从左线土压力(Y1 、Y2 、Y3) 的变化情况来看, 盾构推进对左线上方土体有挤压作用。盾构切口前方土压略有下降(主要是泡沫影响所致), 但数值比较小; 盾构切口到达时与盾构土仓顶部压力基本一致。
3) 盾尾到达时土压上升(主要受同步注浆影响), 盾尾通过后土压开始下降, 最终稳定但仍比掘进前略大。土压下降是浆液固结收缩所致, 总体上同步注浆对地层有压密作用。
(2) 公路隧道底板沉降
从4 月25 日开始对玄武湖公路隧道底板开始跟踪监测, 到5 月23 日盾构已经完全穿出一段距离后, 公路隧道南北线29 个监测点最大隆沉值为119mm , 最小值011mm , 未影响公路隧道的安全。为分析盾构推进对公路隧道底板影响规律, 分别绘制公路隧道方向(南线) 沉降在不同时间段内的变化曲线图, 以及典型点随时间变化的曲线图(图3 , 图4) 。
图3 南线公路隧道底板各时段沉降曲线
图4 典型地表点随时间变化曲线
分析图3 、图4 可以得到以下结论:
1) 盾构未到达公路隧道时, 地表有比较大的沉降量, 最大沉降量为116mm , 说明盾构正面对土体的推应力小于原始侧向地应力。而且其沉降量曲线与累积沉降量曲线很接近, 说明这一阶段的沉降量是通过公路隧道时主要沉降段。
2) 盾构通过时, 地表有隆起的现象, 最大值仅为017mm , 由于盾构切口到达时与盾构土仓顶部压力基本一致, 微量隆起跟强注浆量有关。同时没有出现大的隆起说明抗拔桩起到了抗拔的作用。
3) 盾构通过后, 公路隧道地表有微小的沉降, 其中S1 -1 , S2 -1 处于抗拔桩外沉降明显。
4) 分析典型点沉降过程, 盾构到达前的沉降量占到总沉降量的95 % 以上, 速率为0108mmΠd。而通过时的隆起抵消了通过后由于土体的固结引起的沉降。
5) 监测数据显示, 当覆土厚度不够时, 加载垫层和抗拔桩是有效的措施之一, 能很好地控制地表的隆沉。
(3) 管片沉降及隧道收敛
监测数据显示公路隧道的净空收敛最大变化量为0187mm 。同时根据对地铁管片连续的跟踪监测表明, 相交处地铁隧道最大累积收敛为1148mm , 最大累积沉降为0170mm 。考虑到读数的误差, 可以认定在穿越玄武湖公路隧道期间, 公路隧道没有受到大的影响; 完全穿越后地铁管片的沉降以及收敛在控制范围内, 说明公路隧道已经趋于稳定, 盾构隧道安全穿越公路隧道。
4 结论
(1) 监测数据表明在盾构隧道穿越公路隧道期间, 盾构的各种参数设置比较适当, 在推进速度较快(约60mmΠmin) 的情况下, 保证了公路隧道的稳定; 同时为右线盾构隧道的再次穿越积累了经验。