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軟土地鐵隧道沉降治理效果評(píng)估

文檔作者：顧歆甜文檔來(lái)源：南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年05月11日
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都市快軌交通·第31卷第6期2018年12月
《土建技術(shù)●
doi：10．3969巧．issn．1672-6073．2018．06．020
軟土地鐵隧道沉降治理效果評(píng)估
顧歆甜
(南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司，南京210012)
摘要：基于某地鐵隧道沉降治理過(guò)程中的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，研究沉降治理效果評(píng)估方法。首先利用3次樣條曲線插值
法對(duì)隧道沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合，計(jì)算出累計(jì)沉降的曲率半徑；然后以等效軸向剛度模型為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出盾構(gòu)管片
接頭環(huán)縫張開(kāi)量和縱向連接螺栓受力情況。通過(guò)理論計(jì)算對(duì)治理后隧道結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)作出評(píng)估，全面分析隧道沉
降治理效果，為后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞：地鐵隧道；不均勻沉降；3次樣條曲線插值；彎曲變形；結(jié)構(gòu)治理
中圖分類(lèi)號(hào)：U23l 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1672．6073(2018)06．0129-06
Evaluation of Correction Effects of Subway
Tunnel Settlement in Soft Ground
GU Xintian
(Nanjing Metro Operation Co．，Ltd．，Nanjing 210012)
Abstract：This study is based on the deformation monitoring data of a tunnel settlement project．The fitting of the
deformation curve is performed using the cubic spline interpolation method，and the openings of the segment joints and the
constraints on connection bolts are analyzed based on an equivalent axial stiffness model．The results demonstrate the safety
status of a post．correction tunnel structure and clarify the correction effects of the tunnel settlements．These results could
provide reference for the operation and maintenance ofthe tunneI structure in the future．
Keywords：subway tunnel；differential settlement；cubic spline interpolation；bending deformation；compaction grouting
1研究背景
地鐵運(yùn)營(yíng)隧道的不均勻沉降作為隧道結(jié)構(gòu)病害中
對(duì)隧道安全危害性較大的病害之一，受到人們的日益
關(guān)注。該病害受多種因素共同影響，主要包括：區(qū)域
不均勻的大地沉降；盾構(gòu)隧道穿越不均勻且極軟地層
引起的地層擾動(dòng)；隧道滲漏造成地基水土的流失；隧
道在滲漏條件下經(jīng)受列車(chē)長(zhǎng)期振動(dòng)而發(fā)生的振陷；隧
道進(jìn)、出洞及旁通道處因凍結(jié)法施工引起的地基土融
沉；鄰近隧道建筑施工的加、卸載?。對(duì)于建設(shè)在大
孔隙率、高壓縮性、高靈敏度軟土地層中的地鐵隧道，
不均勻沉降問(wèn)題更為突出。
收稿日期：2017-12-18 修回日期：2018-01-15
作者簡(jiǎn)介：顧歆甜。女。碩士．工程師．從事軌道交通運(yùn)營(yíng)線路
結(jié)構(gòu)治理工作。guxintian@outlook．com
基金項(xiàng)目：江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(BK2012085)
隧道結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生不均勻沉降，會(huì)嚴(yán)重影響地鐵
運(yùn)營(yíng)安全，須立即開(kāi)展沉降治理。沉降治理一般采用
注漿加固，即對(duì)隧道下臥土層進(jìn)行高壓注漿，改變土
層物理力學(xué)性能，使其轉(zhuǎn)變成強(qiáng)度較高的加固體。此
類(lèi)工程沒(méi)有統(tǒng)一的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，目前多以治理后觀測(cè)期
的沉降速率或沉降量作為治理效果的評(píng)估指標(biāo)。然而，
采取沉降治理措施的隧道往往存在較大的累計(jì)沉降，
隧道縱曲線的彎曲變形達(dá)到一定量值后，可能導(dǎo)致管
片環(huán)縫張開(kāi)量超限、管片縱向連接螺栓受拉損壞，因
此在項(xiàng)目驗(yàn)收時(shí)還需分析隧道縱向變形【2】，評(píng)估結(jié)構(gòu)
安全狀態(tài)。
曲率曲線能夠有效地找到隧道結(jié)構(gòu)的薄弱部位，
幫助了解盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)的整體受力狀態(tài)。在不均勻
沉降治理中對(duì)曲率曲線的計(jì)算分析，既能對(duì)結(jié)構(gòu)薄
弱部位采取有針對(duì)性的施工工藝和參數(shù)，又能在治
理完成后了解隧道結(jié)構(gòu)安全性能，評(píng)估隧道結(jié)構(gòu)剩
URBAN RAPID RAIL TRANSIT，29
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
都市快軌交通·第31卷第6期2018年12月
余安全儲(chǔ)備。
2基于3次樣條曲線插值的隧道沉降曲線
擬合與曲率半徑求解
沉降曲線的曲率大小是隧道結(jié)構(gòu)受力情況判別的
重要依據(jù)，在實(shí)測(cè)盾構(gòu)隧道沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通
過(guò)曲線半徑求解分別對(duì)環(huán)縫張開(kāi)和錯(cuò)臺(tái)病害進(jìn)行量
化，從而了解隧道變形趨勢(shì)、結(jié)構(gòu)安全性能，對(duì)地鐵
盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)治理具有重要的理論價(jià)值。
插值樣條曲線擬合可用于任意分布數(shù)據(jù)點(diǎn)的擬
合，具有光滑性好、擬合數(shù)據(jù)點(diǎn)多的優(yōu)點(diǎn)，可以便捷
地?cái)M合隧道沉降曲線，完成曲線半徑求解。
2．1 3次樣條函數(shù)
樣條函數(shù)實(shí)質(zhì)上是分段多項(xiàng)式的光滑連接。3次
樣條插值的目的是求解分段函數(shù)，不論在區(qū)間內(nèi)還是
在邊界上，一階導(dǎo)數(shù)平滑，二階導(dǎo)數(shù)連續(xù)。
設(shè)給定區(qū)N[a，6]上n+1個(gè)點(diǎn)口=Xo<
?<％=b，以及相應(yīng)的函數(shù)值
兒=廠(而)(江0，l?，n)
如果函數(shù)．地)滿足：1)在每個(gè)子區(qū)間[Xi，墨+l】
(i=0，l，?，，1)上，㈣是不超過(guò)3次的多項(xiàng)式，且
S(xi)=Yi，O=0，l，?，r1)；2)S@)、9@)、∥∽在【以b】
上連續(xù)，則稱(chēng)㈣是，@)在Xo，XI，x2，?，Xn上的3次樣
條插值函數(shù)，其中縱坐標(biāo)是累計(jì)沉降，橫坐標(biāo)是隧道
里程。
2．2累計(jì)沉降求解
若求㈣，則必須求出每一個(gè)子區(qū)間【xi，xi+I】
(i=0，1，?，n)中鼬)的表達(dá)式
荊=等“一妒+等滬叫等一爭(zhēng)叫
(而咖陪等吩卜墨) (1)
式中，S”(鼉)=Mi，魄=xi一墨一l
確定S(x)需要4刀個(gè)條件，由S(x)所滿足的條
件可確定4n一2個(gè)條件，還需要2個(gè)邊界條件，即
區(qū)間端點(diǎn)上的狀態(tài)。常用的邊界條件有3種，根據(jù)
實(shí)際情況以第二型邊界條件Mo=％=0進(jìn)行數(shù)據(jù)
處理。
根據(jù)(1)式和第二型邊界條件建立方程組
乃Mo+2M+q鴆=屆
T2M+2M2+吃塢=歷
(2)
％一l^靠一2+2M．一I+％一I^厶=尾一l
式中
”志，嘶_l硝
屈=高(等一半j
樣條函數(shù)計(jì)算的關(guān)鍵是采用追趕法確定樣條函數(shù)
各節(jié)點(diǎn)上的二階微分值M。在得到各節(jié)點(diǎn)M后，就
可以按照公式(1)寫(xiě)出各子區(qū)間對(duì)應(yīng)的樣條函數(shù)
墨@)，進(jìn)行插值計(jì)算。對(duì)于任意給定的自變量x值，
首先判定該自變量X所在的子區(qū)間，然后利用相應(yīng)子
區(qū)間的樣條函數(shù)進(jìn)行插值計(jì)算。
2．3曲線半徑求解
曲線的彎曲程度可以用曲率來(lái)表示，曲率的計(jì)算
公式為K=鼎Y ∽
(1+¨)川2
式中
一=等(-3x2+晚x一3xh+篆h(huán)'(3x2-瓴，+3毒-)一
降～Mi-I I+睜M6,h。]
吖=百gi_I(-6x+6xi)+(6x-6x,)
曲率半徑
尺=i1 (4)
K
～
3不均勻沉降盾構(gòu)隧道安全狀態(tài)評(píng)估
盾構(gòu)隧道是由預(yù)制混凝土管片和連接螺栓裝配而
成，當(dāng)隧道發(fā)生不均勻沉降后，襯砌環(huán)在彎矩作用下，
以中性軸為界，受拉區(qū)由管段混凝土和連接螺栓共同
承載拉力，受壓區(qū)由管段混凝土單獨(dú)承載壓力。這種
彎曲變形模擬通常采用以志波由紀(jì)夫和川島一彥為代
表的等效剛度連續(xù)模型，假設(shè)混凝土應(yīng)力始終處于彈
性狀態(tài)，截面變形符合平截面和小變形假定；忽略隧
道產(chǎn)生縱向變形時(shí)管片在縱向及襯砌縱縫上的剪應(yīng)力
及其變形，認(rèn)為隧道是橫向均質(zhì)圓環(huán)：用彈簧模擬管
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
片連接螺栓，用螺栓的伸長(zhǎng)量來(lái)求解環(huán)縫張開(kāi)量。
(礎(chǔ)=選(5)
1+二笠旦
lsKil
式中，(EA)eZ：為等效軸向拉伸彈性剛度，Kjl=聆毯1為
縱向連接螺栓的彈性剛度，若設(shè)E，、A、，分別為單個(gè)
螺栓的彈性模量、截面積和長(zhǎng)度，則可得墨l=E，爿／l；
t、4分別為管片混凝土的彈性模量、截面面積。
d：2
q 2門(mén)兀÷(El—Nj) (6)
式中，Ⅳ。為盾構(gòu)隧道的彈性極限拉力，島為螺栓屈
服應(yīng)力，Ⅳi為螺栓預(yù)緊力，di為螺栓直徑。
3．1 連接螺栓彈性狀態(tài)下應(yīng)力和管片張開(kāi)量
連接螺栓在彈性狀態(tài)下的應(yīng)力和變形情況如圖1
所示。根據(jù)結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)條件和荷載平衡方程，表示
中性軸位置的矽角滿足下列方程：
?卻=兀陪去] ∽
根據(jù)等效彎曲假設(shè)，隧道的一次等效彎曲剛度
(日)名=—{等廣Et (8)
∞叩+l i岬嚴(yán)緲
式中，Ic=7t(D4一d4)／64為管片混凝土的截面慣性矩。
假定管段軸向連續(xù)均勻，可等效彎曲一曲率關(guān)系
后=』2
(9(ElYeq
庀=———· I一))
式中
軟土地鐵鏈道沉降治理效果評(píng)估
M=而N麗y(Eljeq (1。)
y(1+sin緲)(E4)Z
縱向彎曲作用下離中性軸最遠(yuǎn)螺栓的環(huán)縫張開(kāi)量
為萬(wàn)，：娑(r+rsin妒)(11) J
EcIc COSj妒
3．2連接螺栓塑性狀態(tài)下應(yīng)力和管片張開(kāi)量
連接螺栓在塑性狀態(tài)下的應(yīng)力和變形情況如圖2
所示。根據(jù)結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)條件和荷載平衡方程，妒、矽
的關(guān)系方程為：
(1-尺1)(c。s妒+妒sin緲)一·罷(1+局)sin緲+
c尺。一胄：，[c。。≯+(詈+≯]。in≯]：。
‘12’
E?！陃(y)
圖2塑性狀態(tài)下橫斷面應(yīng)力應(yīng)變圖
Fig．2 Stress—strain diagram along the cross-section
in plastic stage
◇。。=f，+·1-R2 l+sin矽)◇(·3)
忙(等+學(xué)]， ?，
◇_(等]， ∞，
式(13)～(15)中，甌。。。為受拉側(cè)連接螺栓極限伸長(zhǎng)量，
◇為螺栓彈性極限伸長(zhǎng)量，Ⅳ，為螺栓預(yù)緊力，易為
螺栓極限應(yīng)力，R1、R2均為系數(shù)
弘惠1+二!竺
lsKjl 妒冱1 2i匹1
硪目目‰雌叁
酗國(guó)勖氐|【：：}
一
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
都市快軌交通·第31卷第6期2018年12月
假定管段軸向連續(xù)均勻，可等效彎曲一曲率關(guān)系
k：=————————————』_二2L————————一一 rr16611
(1一R1)r(sin妒一sin≯)，。
、7
3．3地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全臨界值
根據(jù)隧道曲率半徑、螺栓應(yīng)力與環(huán)縫張開(kāi)量的關(guān)
系，可結(jié)合表2中的盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)參數(shù)，算出南京地
鐵隧道曲率半徑和主要臨界值狀態(tài)的關(guān)系[34】：
1)參考上海和深圳在地鐵保護(hù)區(qū)管理規(guī)定中的
要求，隧道縱向變形曲線的曲率半徑尺≥15 000 m；
2)連接螺栓的屈服應(yīng)力為400 MPa，破壞應(yīng)力為
500MPa；
3)根據(jù)隧道接縫防水要求，當(dāng)環(huán)縫張開(kāi)6 mm、
縱縫張開(kāi)6 mm時(shí)，應(yīng)能長(zhǎng)期抵抗0．6 MPa水壓。
襯砌環(huán)截面積A。=643241 1 mm2，單個(gè)螺栓截面積
AF707 mm2，單個(gè)螺栓的彈性剛度局1=273 195 N／ram，
將K。帶入式(5)，可得等效軸向拉伸彈性剛度
(巴4)2=5．12x109N；由式(6)可得盾構(gòu)隧道彈性極限
拉力Ⅳ、，=3．86x106N；將K『】帶入式(7)求解方程，可
得表示中性軸位置的夠=0．992 9；襯砌環(huán)的截面慣性
矩‘=2．76×1013mm4，將妒和t帶入式(8)，可得隧
道的一次等效彎曲剛度(日)乙=5．76x 1016N·mln2；根
據(jù)式(10)，隧道的彈性極限彎矩M=8．18×109N．mnl，
將M代入式(9)，可得連接螺栓彈性極限狀態(tài)下的曲率
k=1．42×10～，即相應(yīng)的曲率半徑R=7 046m；因此
根據(jù)式(11)，螺栓屈服時(shí)環(huán)縫的臨界張開(kāi)量為
t=o．88 mm。
曲率半徑超過(guò)7 046 m后，縱向連接螺栓開(kāi)始發(fā)
生塑性變形。首先計(jì)算出系數(shù)R1=2．3l×10～，
R，=2．36×10．4；將隧道結(jié)構(gòu)參數(shù)帶入式(15)，當(dāng)螺栓
變形至彈性極限時(shí)，其伸長(zhǎng)量為萬(wàn)，，=0．88 mm；根據(jù)
式(14)，螺栓破壞時(shí)環(huán)縫的極限張開(kāi)量為萬(wàn)。一=
26．76 mm；將萬(wàn)，，帶入式(13)，聯(lián)立方程組式(12)、式
(13)，求解方程可得妒=1．3079，矽=1．11 1 1；將妒、矽
帶入式(16)，可得連接螺栓達(dá)到破壞應(yīng)力時(shí)的曲率
k=3．76X10～，即相應(yīng)的曲率半徑R=266m。
綜合表l中的臨界狀態(tài)值，可以得知：
11當(dāng)曲率半徑大于等于15 000 m，接頭張開(kāi)量和
螺栓應(yīng)力較小，隧道結(jié)構(gòu)處于安全穩(wěn)定狀態(tài)；
2)當(dāng)曲率半徑小于15 000m、大于7 000m時(shí)，
隧道能滿足防水和螺栓強(qiáng)度要求，螺栓仍處于彈性狀
態(tài)，隧道結(jié)構(gòu)具有較高的安全性；
3)當(dāng)曲率半徑小于7 000 m、大于1 000 m時(shí)，
襯砌環(huán)環(huán)縫縱向連接螺栓可能進(jìn)入塑性狀態(tài)，受加載
歷史和應(yīng)變路徑影響，環(huán)縫張開(kāi)量和螺栓受力之間為
非線性關(guān)系，存在一定的不確定性，此時(shí)的隧道結(jié)構(gòu)
仍可以繼續(xù)工作，應(yīng)力水平處于可控狀態(tài)；
4)當(dāng)曲率半徑小于1 000 m時(shí)，環(huán)縫張開(kāi)量超過(guò)
6 mm，隧道防水無(wú)法抵抗0．6 MPa的水壓，環(huán)縫的止
水措施可能失效，致使隧道出現(xiàn)滲漏水、翻漿冒泥等
病害。
表1 隧道主要臨界狀態(tài)值
Tab．1 Principal critical values of shield tunnels
曲率半徑p／m 環(huán)縫張開(kāi)6／ram螺栓應(yīng)力?。痩OSkPa 備注
1 5 000"*0．42 1．91 安全臨界
7 046 O．88 4．oo++ 螺栓屈服
1 112 6．00"4．19 防水失效
266 26．76 5．00+女結(jié)構(gòu)破壞
注：“∥指"-3管片接頭環(huán)縫張開(kāi)6．00 mill時(shí)，能抵抗的水壓
是0．6 MPa；“·∥表示隧道界值。
管片環(huán)縱縫是盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)中的薄弱部位，不均
勻沉降造成的結(jié)構(gòu)病害主要通過(guò)環(huán)縫張開(kāi)量和縱向螺
栓受力情況進(jìn)行評(píng)估【51，基于隧道曲率半徑求解，可
通過(guò)沉降測(cè)量值來(lái)推算襯砌結(jié)構(gòu)彎矩和接縫張開(kāi)角，
這對(duì)評(píng)估隧道結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)、保障線路安全運(yùn)營(yíng)具有
重要意義。
4實(shí)例分析
4．1 工程概況
南京地鐵某運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道位于河西地區(qū)，為雙洞
雙線區(qū)間。襯砌為錯(cuò)縫拼裝，管片環(huán)與環(huán)、塊與塊之
間采用機(jī)械性能為5．8級(jí)的M30螺栓連接，混凝土強(qiáng)
度等級(jí)為C50，抗?jié)B等級(jí)為1．0 MPa，結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)表2。
根據(jù)圖3可知，該區(qū)間隧道軌面標(biāo)高為一14．0 m，
隧道橫穿淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾粉砂層和粉土夾粉砂層，
隧底為粉砂、細(xì)砂層，各土層物理力學(xué)性能如表3所示。
沉降區(qū)段下臥土層軟弱、土體孔隙率較大，且位
于平曲線和豎曲線重疊處，在列車(chē)動(dòng)荷載的作用下，
地層受擾動(dòng)產(chǎn)生水土流失，再加上隧道施工時(shí)同步注
漿量不足，致使該區(qū)段自2015年12月起突發(fā)沉降，
地鐵結(jié)構(gòu)沉降速率為5～15 mm／月，截至2017年2月，
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
軟土地鐵隧道沉降治理效果評(píng)估
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■I
表2南京地鐵盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)參數(shù)
Tab．2 Structural parameters of the Nanjling metro shield tunnel
外徑內(nèi)徑環(huán)寬混凝土彈性模量螺栓與隧道橫斷面螺栓直長(zhǎng)度教量／螺栓彈性模螺栓屈服應(yīng)螺栓極限應(yīng)螺栓屈服應(yīng)
D／mm d／mm I／mm IC50)E,TMPa 軸心間距^／m _fk-／mm ∥mm 個(gè)量E／MPa 力El／MPa 力E：／MPa 力Ⅳ『／MPa
6 200 5 500 1 200 3．45×104 2 890 30 533 16 2．06×105 400 500 58．5
0
齷
蠖一10
圖3隧道下臥土層分布情況
Fig．3 Distribution of lower soil layer of the tunnel
表3土層物理力學(xué)性能參數(shù)
Tab．3 Physico-mechanical parameters of soil layers
層號(hào)名稱(chēng)H／m w／％ e／ ∥。丘／MPal
I 雜填土3．4 35．1 1．005 — 3．8
2 淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土一9．7 35．8 1．014 4．6 4．0
3 粉土一11．9 29．1 0．823 29．7 6．6
4 粉砂細(xì)砂_2l-2 26．3 0．807 20．5 8．7
5 粉砂細(xì)砂一37．8 22．9 0．706 30．4 l 2．7
上行最大累計(jì)沉降為125．5 mm，下行為176．5 mm，
沉降速率雖在車(chē)輛降級(jí)運(yùn)行后有所趨緩，但仍大于河
西地區(qū)沉降穩(wěn)定值0．06 mm／d。
4．2施工工藝和參數(shù)
4．2．1治理方案
因結(jié)構(gòu)沉降突變，為盡快控制沉降速率、保障地
鐵運(yùn)營(yíng)安全，采用隧道底部注漿加固的治理方案，以
不惡化既有線型和不均勻沉降為原則，以“少擾動(dòng)、
注得進(jìn)”為指導(dǎo)方針，利用水泥+水玻璃漿液凝固快、
加固初期效果明顯的特點(diǎn)對(duì)淺層重復(fù)注漿，對(duì)隧道下
臥土層進(jìn)行填充加副6I。
注漿孔每2環(huán)布置l排，每排對(duì)稱(chēng)布置2個(gè)注漿
孔，注漿引孔深度為0．6～1 rn，跳孔分層注漿，單孔
注漿順序?yàn)樽陨舷蛳?，上下搭接?
4-2-2注漿材料
經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，水泥漿的水灰比為0．6：l，采用
P042．5水泥，水玻璃濃度為350Be’，凝膠時(shí)間為l～
15 min，水泥漿與水玻璃質(zhì)量比控制在1：0．01。
4．2．3注漿壓力
注漿附加壓力不大于0．05 MPa，即在不算起始?jí)毫?
后的平衡壓力基礎(chǔ)上注漿壓力不大于o．05 MPa，注漿
壓力0_3～0．5 MPa。
4．2．4注漿量
為了更好地達(dá)到調(diào)整線型的目的，根據(jù)治理前累計(jì)
沉降將治理區(qū)段劃分為0～60 mill、60～100 mm、
>100 mm 3個(gè)等級(jí)，逐級(jí)增加單孔次注漿量，通過(guò)注
漿量控制隧道抬升，單次抬升量不超過(guò)4 1Tim。
4．3治理效果評(píng)估
根據(jù)式(3)，用3次樣條曲線插值對(duì)治理前后的沉
降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(永久監(jiān)測(cè)點(diǎn)每10 m一個(gè))進(jìn)行擬合，可逐
環(huán)推導(dǎo)出盾構(gòu)隧道的累計(jì)沉降、沉降速率和縱向變形
的曲線曲率。3次樣條曲線計(jì)算可通過(guò)Excel、Matlab、
C++等程序完成[7]o
4．3．1累計(jì)沉降
第330～360環(huán)于2017年10月完成最后注漿，
較其他區(qū)段滯后3個(gè)月，其主要目的是控制隧道局部
線型。治理后沉降槽抬升效果顯著，最大抬升14．3 mlTl，
平均抬升4．2 mlTl，如圖4所示。
E
E
逝
囂
士
丑j{；
圖4治理前后累計(jì)沉降對(duì)比
Fig．4 Comparison of settlement deformation
4．3．2沉降速率
治理后隧道最大沉降速率為0．055 mm／d，平均沉
降速率為0．017 mm／d，滿足河西地區(qū)沉降速率≤
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
都市快軌交通·第31卷第6期2018年12月
■■■■■■■■■●■■●■●●■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■∞目■Ⅱ口§5Ej=j三■
0．06 mm／d的要求【81，沉降速率得到了有效控制，如
圖5所示。
環(huán)號(hào)
260 280 300 320 340 360
圖5治理前后沉降速率對(duì)比
Fig．5 Comparison of settlement rates
4．3．3 曲線曲率
通過(guò)注漿區(qū)段的定量抬升和暫不注漿區(qū)段的自然
沉降，治理區(qū)段整體曲率有所緩解，隧道線型得到一定
改善。治理后第305～353環(huán)平均曲率半徑由5 620 m
變?yōu)? 050 m，最小曲率半徑由2 500 m變?yōu)? 300 m，
如圖6所示。
董褂魍
圖6治理前后曲線曲率對(duì)比
Fig．6 Comparison of curvature
4．3．4螺栓屈服、防水失效管片統(tǒng)計(jì)
治理后該區(qū)間管片表面干燥，沒(méi)有滲漏水。但根
據(jù)表4中曲率半徑推算，部分管片環(huán)縫受拉側(cè)螺栓已
進(jìn)入塑性狀態(tài)，需對(duì)照問(wèn)題管片環(huán)號(hào)逐一檢查管片結(jié)
構(gòu)狀態(tài)，采取有針對(duì)性的維養(yǎng)措施。
表4管片安全狀態(tài)分析
Analysis of segments’safety status
治理前／環(huán)治理后／g． 備注
47 52
30 33
44 36 螺栓屈服
0 0 防水失效
5結(jié)語(yǔ)
1)通過(guò)對(duì)下臥土體進(jìn)行注漿加固，隧道抬升效果
明顯，結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，治理后沉降速率小于河西地區(qū)
沉降穩(wěn)定值，達(dá)到了提高結(jié)構(gòu)耐久性、保障地鐵運(yùn)營(yíng)
安全的目的。
2)治理中通過(guò)注漿區(qū)段的定量抬升和暫不注漿
區(qū)段的自然沉降有效地調(diào)整了隧道線型，使隧道沉降
變化更為均勻。但由于前期累計(jì)沉降較大，差異沉降
明顯，難以通過(guò)注漿抬升對(duì)隧道曲線曲率進(jìn)行徹底糾
偏，隧道曲率半徑有所改善但并不顯著。
3)雖然目前隧道結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，但部分區(qū)段曲率
半徑遠(yuǎn)小于15 000 m，管片連接螺栓處于塑性狀態(tài)，
一旦再次出現(xiàn)沉降，隧道可能因防水失效而漏水漏沙。
因此，應(yīng)針對(duì)重點(diǎn)區(qū)段加強(qiáng)隧道沉降監(jiān)測(cè)和土建巡查，
一旦發(fā)現(xiàn)滲漏水立即注漿止水。
4)地鐵隧道沉降治理工程驗(yàn)收時(shí)應(yīng)根據(jù)施工期
和觀測(cè)器沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析累計(jì)沉降、沉降速率、連
接螺栓狀態(tài)和管片接縫張開(kāi)量，綜合評(píng)估隧道結(jié)構(gòu)安
全狀態(tài)，掌握結(jié)構(gòu)剩余安全儲(chǔ)備。
參考文獻(xiàn)
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萬(wàn)方數(shù)據(jù)
都市快軌交通·第31卷第6期2018年12月
■■■■■—■■——■—●—●■■■■—■■■■—●■■■■■■—■—■■—■■■■●■■■■———■■●■■■■■■■■●—■■●■■■——■■■—■—●—●■●●●——■■_啊-I矗《《≈訓(xùn)
之間的權(quán)衡。以U]C406的閉塞時(shí)間模型為依據(jù)，建
立移動(dòng)閉塞模式下列車(chē)在越江區(qū)間的最小追蹤間隔計(jì)
算模型，從信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度分析了列車(chē)在越江區(qū)
間里運(yùn)行速度對(duì)運(yùn)營(yíng)能力的影響，并通過(guò)仿真計(jì)算進(jìn)
行校驗(yàn)。在受工程條件限制的情況下，可通過(guò)優(yōu)化信
號(hào)系統(tǒng)控車(chē)策略，在滿足行車(chē)安全的前提下，保證運(yùn)
營(yíng)能力。
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(編輯：王艷菊)
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(編輯：郝京紅)
Ⅲ
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