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克泥效工法在盾构长距离小净距随行下穿大直 径污水管工程中的应用 杨智麟 谷学峰 羊 涛 陈立 李学坤 （中建交通建设集团有限公司，北京 ， 1001 66 ） 摘要 ：本文以郑州地铁 3号线区间盾构下穿 D2000 污水管工程为例，通过数值模拟分析了克泥效对污水管沉降控制 的有效性，进而在盾构下穿污水管过程中采用了克泥效工法，达到了污水管沉降控制在 -10mm 以内的目标。 关键词 ：土压平衡盾构 ，大直径污水管 ，克泥效工法 ，沉降控制 1 前言 近年来，我国城市地铁建设已经进入飞速发展的时期，盾构法施工以其施工速度快、安全系数 高、地表变形小的特点成为城市隧道建设的主要施工方法。城市地铁区间施工一般选用土压平衡盾 构机，它具有环境污染小、占用场地小的优点。地铁线路基本沿市区主干道路敷设，发展成熟的市 区主干道路下方管线布设错综复杂，地铁施工过程中盾构机下穿管线不可避免，特别是在富水松软 地层中盾构掘进，地表沉降难以控制，对管线的破坏尤为严重。尤其是下穿市区大直径污水干管时， 存在施工难度大、风险性高的特点，控制不当极易造成重大人员伤亡和经济损失 [1]。 土压 平衡盾构机虽已在地铁隧道广泛应用，经历了几十年的研发与技术改进，但是其在施工中 仍存在不足，即盾构机均设计为梭形结构，开挖直径比盾体大 40mm 左右，而同步浆液的注入点设 置在盾尾后，无法及时填充盾体与土体之间的间隙，进而盾体周边土体沉降无法抑制。在盾构近距 离下穿重大风险源施工中（如近距离下穿大直径污水管），控制沉降指标严格，如不控制盾体上方 土体沉降，施工时将无法满足沉降要求，甚至会造成重大工程事故。如何控制盾体上方土体沉降成 为众多施工单位下穿重大风险源时急需解决的问题 [2]。 2 工程简介 郑州地铁 3号线未来 大道站 ~凤台南路站区间左线全长 450.969m ，右线全长 450.318m ，区间隧 道线间距为 14.2m ～ 17.2m 。区间线路分别在左 DK19+595.04~ 左 DK19+635.54 、右 DK19+521.537~ 右 DK19+565.037 范围内下穿 D2000 污水管，下穿段长约 100m ，垂直净距最小为 3.5m ，设计为 I级 风险源。下穿段隧道主要处于（有机质）粉质黏土中，污水管处于砂质粉土中，水位埋深介于 5.71~5.74m 。 D2000 污水管采用明挖施工（建造年代为 1986 -1987 年），平口接头，砂浆抹带。管道底 部有 25cm 厚干砌片石 +30cm 厚混凝土及 90cm 高混凝土围座。污水管设计流速 V=1.58m/s ，排水能力 36 万 方 /天，现场实测流速 V=1m/s （管内水量接近满管），排水能力约 22 万方 /天，承担着郑州市近 1/3 的污水排放任务。经与产权单位对接，若污水管破裂，造成污水流出，将无有效的补救和应对措施， 直接影响市民生活，造成不良社会影响。经参建各方及产权单位共同研究，确定污水管的沉降控制 值为 10mm 。 Öн¨½»Í¨µÚÈý½ì¹¤³Ì¼¼Êõ´´Ð´´Ð§ÂÛ̳ÂÛÎÄÓ봴Ч°¸Àý¼¯ 129 图 1 D2000 污水干管与区间隧道位置关系图 3 盾体上方土体沉降控制措施 3.1 沉降控制方案的选择 根据地层沉降的时间效应，盾构施工推进时引起的地层沉降可划分为 5个阶段（图 2所示）， 即早期下陷（或隆起）、开挖下陷（或隆起）、通过时下陷（或隆起）、盾尾间隙处下陷和后续下 陷。 本工程杭州中诚卡特刀盘开挖直径为 6.48m ，前盾直径 6.44m ，中盾直径 6.43m ， 盾尾直径 6.43m ，开挖过程中，盾体与土体 之间存在 20~50mm 的间隙（上部间隙最大）， 理论上每掘进 1m 在盾体周围会产生约 0.4m3 的空隙。盾构机推进时，在第 3阶段 地层沉降量占到总沉降量的 35% 左右，但实 际施工中，可通过优化掘进参数、控制同步 注浆和二次注浆质量等措施可有效降低第 2、 4、