彭凯
四川康藏路桥有限责任公司 四川 雅安 625000
摘 要 为研究区间侧穿盾构法施工对邻近既有运营上地站的影响，以北京地铁邻近既有13号线上地站的新建19号线支线盾构区间工程为背景，运用MIDAS/GTS有限元软件建立了盾构区间-土体-既有上地站的协同作用整体模型，模拟了邻近既有13号线上地站的新建19号线支线盾构区间施工过程。得出了协同作用整体模型下既有上地站站房及其独立基础应力及位移变化规律，既有上地站站台及其基础应力及位移变化规律。
关键词 上地站 邻近 盾构侧穿施工 位移 应力 沉降
随着城市地铁建设事业的蓬勃发展，既有运营线路地铁的网络化布局，在此情形下，新建地铁线路难免会与既有运营地铁线路临近，特别是换乘站等特殊站施工的情况，势必造成新建地铁区间或车站临近既有运营地铁区间或车站施工情况，如新建区间下穿或者侧穿既有地铁区间或者车站等。
本文以邻近既有13号线上地站的新建19号线支线某盾构区间工程为背景，用MIDAS/GTS有限元软件对邻近既有13号线上地站的新建19号线支线某盾构区间施工过程进行了有限元分析。研究了协同作用整体模型下既有上地站站房及其独立基础应力及位移变化规律。
1 工程概况
1.1 新建19号线支线盾构区间概况
新建19号线支线邻近及下穿13号线采用盾构法施工，盾构外径6.4m，内径5.8m，管片宽1.2m、厚300mm，新建双线净距约6.6m，埋深10.9m~19.5m，盾构由北向南施工，双线错距约100m，拟采用专项穿越措施为径向注浆，径向注浆于盾尾5~10环进行。
1.2 既有13号线上地站及路基段概况
既有地铁13号线于2002年9月28日开通运营，上地站为地面车站，站台形式为侧式站台，标准站台宽度为3.5m。车站有效长度为120米，车站建筑总长度为120.4米，总宽度为35.63米。车站站房部分为两层钢筋混凝土框架结构。站台部分采用轻钢加阳光板棚架结构。站台下方为条形基础，站房为独立柱基础，全站共47个，间距为8m×6m，基础上方为连梁，连梁尺寸为280mm×640mm。主体结构为C30混凝土，站台板C20混凝土，基础C30混凝土，砖为MU10，砂浆M5。站房靠近西侧站台下方设置地下通道，向东延伸后由南北两出口达东侧站台。
2 数值计算分析
三维地层-结构模型见图1所示。为了确保三维模型有足够的计算精度并尽量减少收敛时间，区间两侧边界土体取的4至5倍洞径，底部取5倍埋深，即南、北向宽度取200m，东西纵向宽度取100m；垂直方向上从地表以下取40m；地面超载取20kPa。轨道交通结构模型见图4所示。计算分为两步，19支盾构区间右线先行，右线穿越后左线施工。土体、车站材料参数见表1。
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3 计算结果分析
3.1 上地站站房及其基础变形分析
计算结果如下图2所示。
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上地站站房及其独立柱基础西侧沉降值较大，沉降值分别为-2.09mm及-2.38mm，东侧沉降值均小于0.5mm，且变化较明显，相邻独立柱最大差异沉降为1.03mm，既有结构影响主要为西侧两跨范围。
3. 2上地站站台及其基础变形分析
计算结果如下图3所示。
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上地站站台及其条基变形均较小，西侧站台最大沉降值为-0.40mm；其条基最大沉降值为0.34mm。东侧站台及条基水平变形及沉降均很小。
根据既有M13上地站初始阶段与变形量最大阶段的应力对比可知，随着新建结构施工，既有结构应力变形值小于1％，无明显受力变化，表明新建盾构区间施工既有结构受力安全，可以满足地铁正常运营的要求。
5 结论
（1）新建19支盾构区间施工对上地站站房及其独立柱基础影响较大，沉降值分别为-2.09mm及-2.38mm，发生位置在上地站西侧；东侧沉降值均小于0.5mm，且变化较明显，相邻独立柱最大差异沉降为1.03mm，既有结构影响主要为西侧两跨范围。
（2）上地站站台及其条基变形均较小，西侧站台最大沉降值为-0.40mm；其条基最大沉降值为0.34mm。东侧站台及条基水平变形及沉降均很小。
（3）随着新建结构施工，既有结构应力变形值小于1％，无明显受力变化，表明新建盾构区间施工既有结构受力安全，可以满足地铁正常运营的要求。
参 考 文 献
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