北京地铁17号线工香区间盾构下穿机场线施工技术*

胡高鹏，谢 维，赵 林

(1.北京市轨道交通建设管理有限公司，北京 100068； 2.中国铁建大桥工程局集团有限公司，天津 300457)

1 工程概况

1.1 工程简况及变形控制指标

北京地铁17号线工人体育场站—香河园站盾构区间垂直下穿既有机场线东直门站—三元桥站盾构区间(见图1)，下穿段左线半径420m、右线半径350m、纵坡2.8%，下穿长度各30m，埋深24m，拱顶与既有线最小垂直净距2.94m。既有机场线管片外径6m、内径5.4m、厚300mm，双线中心距13m，道床敷设感应板供电，轨道变形控制指标1/-2mm，按控制值70%，80%为预警、报警值，分别采取监测巡视、停工处置、启动应急预案。

图1 新建区间与既有线位置关系平面

1.2 工程地质与水文地质

区间下穿既有线所处地层(见图2)自上而下依次为杂填土、粉质黏土、黏质粉土、粉砂、细砂等，拱顶覆土厚23.5～26.3m，最小净距2.94m，穿越土层主要为⑦1中砂、⑥粉质黏土、粉细砂层、⑦圆砾层，地下水大部分为层间潜水～承压水(四)和承压水(五)，含水层为⑦1中砂、 ⑦2粉细砂，与既有线夹层土主要为⑥粉质黏土、⑦1中砂。

图2 新建区间下穿既有线地质剖面示意(单位：m)

2 工前数据模拟评估

采用三维地层-结构模型(见图3)，模拟盾构穿越既有线前、中、后工况。为确保计算精度并尽量减少收敛时间，限定模型范围：区间两侧边界土体4～5倍洞径，底部3倍洞径，取南北向100m、东西纵向120m、垂直向从地表以下50m。计算模拟施工步骤(见图4，5)：准备，生成模型，计算初始应力位移→CS1， 左线盾构掘至既有区间前15m处→CS2，左线盾构掘至既有区间左线前→CS3，左线盾构掘至既有区间后15m处→CS4，左线盾构掘至施工完成→CS5，右线盾构掘至既有区间前15m处→CS6，右线盾构掘至既有区间左线前→CS7，右线盾构掘至既有区间后15m处→CS8，右线盾构掘进至施工完成。……