地铁盾构隧道下穿京津城际高速铁路影响分析

第30卷增刊2 岩 土 力 学 Vol.30 Supp.2 2009年12月 Rock and Soil Mechanics Dec. 2009

文章编号：1000－7598 (2009) 增刊2－0269－05

地铁盾构隧道下穿京津城际高速铁路影响分析

徐干成1，李成学1，王后裕1，赵 月2，胡 萍1

(1.空军工程设计研究局，北京 100068；2.铁道部第三勘查设计院集团有限公司，天津 300251)

摘 要：以北京地铁14号线马家堡东路站–永定门外大街站盾构区间隧道为背景，对隧道施工中的特级风险源——区间下穿京津城际铁路段的施工过程进行了三维仿真数值模拟。京津城际列车最大时速可达350 km/h，两轨面间的差异沉降不得大于5 mm，对地铁下穿段的施工提出了较高要求。数值模拟的计算结果表明，通过对下穿段一定范围内的土体进行注浆加固可以有效控制盾构隧道施工引起的既有铁路纵向和横向沉降及不均匀沉降，从而保证既有铁路安全运营不受影响；同时，计算获得的管片后注浆参数及盾构机内土舱压力为隧道设计、施工提供了重要的参考依据。 关 键 词：盾构隧道；下穿铁路；沉降控制；注浆加固 中图分类号：U 45 文献标识码：A

XU Gan-cheng1, LI Cheng-xue1, WANG Hou-yu, ZHAO Yue2, HU Ping1

(1.The Air Force Engineering Design & Research Institute, Beijing 100068, China; 2.The Third Survey & Design Group Co. Ltd., Ministry of Railway, Tianjin 300251, China)

Analysis of influence of metro shield tunneling

crossing underneath high speed railway

Abstract: A numerical simulation is carried out to study the settlement of ground caused by the construction of a shield tunnel. As a high speed railway is just above the tunnel and the differential settlement of the steel rails is limited in 5 mm; it requires high quality of the tunnel construction. The simulation results indicate that the grouting reinforcement to the stratum between the railway and the tunnel is an effective way to control the settlement of ground; and the values of several parameters gained in the calculation can serve for reference in the construction.

Key words: shield tunnel; cross below the railway; settlement control; grouting reinforcement

1 引 言

北京地铁14号线西起丰台河西长辛店大灰厂东路，穿越永定河后沿京石高速向东北，下穿京石高速后向东，经菜户营桥进入北京南站后继续向东延伸至西大望路，折向北至朝阳公园后，向东北穿过四环路进入酒仙桥地区，最后转至来广营地区。

马家堡东路站-永定门外大街站区间作为整个14号线工程的首开段，将以小半径线路曲线下穿京津城际铁路。京津城际铁路是连接北京与天津的全国第1条城际间高速铁路，列车最高时速达350 km。盾构左右线两次近距离下穿城际铁路，并要确保城际铁路安然无恙，属于特级风险源。

盾构穿越施工是一项存在多项不确定因素共同作用的综合工程，隧道下穿铁路引起的铁路线路变形，加剧了轨道的不平顺，不仅加大了轮轨间的冲击力，加速轨道架构和基床的破坏，对铁路运营安全也产生严重影响。为了保证既有铁路的安全运营，目前采取的措施主要有两个，一方面对地基土进行加同处理，包括注浆加固等[1]，另一方面是严格控制盾构推进时的施工参数[2–3]，减少施工对地 层的扰动。本文以北京市轨道交通14号线工程马 家堡东路站–永定门外大街站区间为背景，采用数 值模拟的方法就盾构隧道下穿越既有铁路时，注浆加固对控制地表变形的作用进行分析，可为将来类似工程的设计、施工提供参考。

收稿日期：2009-08-18

第一作者简介：徐干成，男，1958年生，教授，博士生导师，主要从事地下工程的设计和研究。E-mail: xugancheng_xgc@