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隧道及地下空间技术
摘要：
东直门地铁一段隧道北京地铁二号线快速通道东直门车站13号线的一条采矿线通过一条采矿线建造方法，称为“隧道法”。由于该地区地表沉降对结构的限制，在隧道支护的方法是通过使用由可编程逻辑控制器（PLC）控制千斤顶与挖掘相结合的方法。千斤顶被布置，组合和缓慢加载在新的隧道，以支持上覆隧道的服务。在起升千斤顶的保护下，将隧道开挖，锚喷支护格构梁。在隧道中的隧道的性能进行了连续监测，通过一个实时的和高精度的静液调平系统的装置安装在千斤顶附近的光栅尺。所测得的数据及时处理，并反馈到运营商调整的过程，如果需要。由于在隧道顶进，隧道的运动在服务的允许值低于允许值，并在交叉项目已成功完成不中断地铁交通。
关键字：隧道下既有隧道 在隧道支护方法中使用千斤顶 实时监测 起升以上隧道的方案与调整
1.简介
近年来，由于北京市人口众多，空间有限，地铁系统大幅增加。到目前为止，大部分的地铁车站隧道在中部地区的城市已经被一种采矿方法所构造，称为“隧道法”（刘等人，2000）。当隧道建设在人口密集的城市地区，这是非常重要的
控制隧道对既有结构的不利影响和公用事业在周围环境。特别是，在现有的隧道下隧道可以引起地面运动和隧道住区，如果不加控制，可能不会产生对上覆结构的破坏性影响，但也造成严重对隧道内乘客的威胁。因此，保护措施在设计阶段必须考虑和分析，以确保新隧道的安全施工及运行现有的隧道。还原性地存在着大量的文献诱导的运动和邻近结构浅埋暗挖（例如，迈尔和泰勒，1999）。其中，
梅里斯等人。（1999）描述了在西班牙的地铁站建设中，从一个通道入口的内部使用横向补偿灌浆。白河等人。（1999）报告结合前杆和注浆takatoriyama公路隧道在日本。卢纳尔迪和卡萨尼（2001）相关的玻璃纤维成分和两平行隧道穿越开挖多层注浆地基加固的联合应用在高速铁路和专用线意大利车站。
assap Goyal（2000）证明了托换法为建造波士顿中心动脉/隧道在一二轨地铁车站。陈等人。（2006）提出崇文门大厦用顶管伞法北京地铁2号线地铁车站隧道。
（2006）所描述的地面冷冻技术在现有隧道下开挖地铁车站上海地铁。王（2010）给了套筒阀管注施工中采用的无收缩，双组分灌浆法北京地铁1号线10号线隧道。它是明确的上述常用的方案和方法中心关于减少对隧道周围地面的干扰
然后间接减少覆盖结构的定居点。基于北京地铁建设中的一个案例研究本文提出了一种在隧道开挖隧道掘进中使用的方法。千斤顶的起重方案广泛用于建筑物和桥梁的移动和重建在中国（兰等，2010，吴等人，2011）。然而，这是第一
使用提升千斤顶的隧道支护方法的时间我国上覆隧道的控制住区地铁施工。本文介绍了设计方案，方案调整、开挖方法和监测措施，用于安装在隧道中的特殊装置系统用千斤顶，用来控制隧道住区造成的由下挖掘。
2.项目概述
施工现场属于东直门站北京地铁机场快车工程。计划的计划如图1所示。现有隧道的详细信息新的隧道是在无花果树。2和3，和十字架在图中给出了既有隧道的部分。4和5。该区东直门车站隧道在机场特快通行证上在东直门车站的回头路隧道在近零距离和约0.9米分别行13。这个新的隧道与既有隧道的交叉角约61.74 。13号线东直门站投入使用在十二月2002。东直门机场站快递是由一月2006至四月2008，和在通过隧道的建成主要是从8月2007到十月2007。在现有的隧道有剪刀交叉，两关节运动和两种结构盖挖段采空区。明洞采用C30混凝土是一个盒子结构，有盖的8.8米的深度，是14米长度，宽度12.3米，高度7.75米，厚度屋顶，地面和侧壁的隧道是1米，0.85米和0.9米。采空区宽12.05米7.52米的高度，是一个双拱形和复合衬砌结构，由主要支持采用C20混凝土，防水层和二次衬砌采用C30混凝土。的主要支撑和二次衬砌的厚度隧道都是0.3米的剪刀交叉和运动在现有的隧道连接到下穿隧道开挖引起的沉降特别敏感，面对东直门站C区建设面临的主要挑战机场表示，限制覆盖结构的定居点在机场快速通道建设下东直门车站。这是特别严重的问题，限制住区现有隧道15毫米以下开挖引起。15毫米，这允许的运动主要是基于理论上的考虑和合理性。特殊措施需要以防止过度的定居点服务的隧道这可能会破坏隧道结构及影响现有的隧道。然而，由于表面和地下环境，这是不可能有任何工作地面以上地面。一个更直接的选择是使用隧道千斤顶支持的方法来控制运动的现有的隧道。这是通过隧道，这是建立剪切和覆盖方法，并没有造成现有定居点隧道，将不会在本文中介绍，更关注的是支付给减少开挖引起的定居点的现有的隧道。如工程地质调查报告所揭示的图3所示，施工现场的地基由杂填土、粉土填充、细砂、中粗砂、粉质粘土组成。卵石土。因为过多的水的水从底层的卵石层在过去，地下水位以下下穿隧道的底部。负担过重的以上隧道的高度约8800毫米。如图6所示，机场高速公路东直门站区的隧道施工方法，称为“隧道法”（刘等人，2000），这是用来从十二月1992建设北京地铁west-tiananmen站8月1999。如图所示图6施工方法的主要步骤在隧道支护方法使用千斤顶：
（一）2号1号漂移被挖掘出来的主要支持由喷射混凝土，格子梁和螺栓组成。
（一）钢筋混凝土桩被打入地面在1号的漂移和L形支撑梁堆在堆上。
（三）2号漂移被挖掘，并为条形基础用混凝土浇注，钢支撑起。
（四）插孔被安排在1号和2号漂移，和第2号。3漂移被挖掘。
（五）侧墙之间的漂流和屋顶的下过隧道用混凝土浇筑。
（六）其余部分为挖掘和钢制道具一起用锚栓。
（七）下过隧道的侧壁和底板混凝土浇筑。
（八）插孔被拆除，新的和旧的结构回填之间的差距。
施工方法的主要优点是基坑开挖效率与多漂移操作和周围环境干扰较小。因此，这种方法是流行的许多北京其他项目。
3.设计阶段的保护方案设计阶段的保护方案：
3.1。千斤顶起升系统的组成
参考图7和作为一个例子，通常使用的起重带有千斤顶的系统包括液压千斤顶、位移传感器，SIMATIC S7-300可编程逻辑控制器（PLC）、原位液压泵站、电脑、进气管路和水泵站、信号线连接插孔与PLC和其他配件如阀门和电路块。用位移传感器（光栅尺图2。详细规划面积EFGH。图3。第一节，我。24，李等。/隧道和地下空间技术34（2013）22 - 37这个项目），该系统可以很容易地实现同步升降地面和地面上的结构。当它是必要的为了实现提升系统，参数被输入到计算机通过人机界面，并说明传送到SIMATIC S7-300 PLC。通过对SIMATIC S7-300 PLC的中央处理单元的计算，的指示进行验证，以及与测量数据的位移传感器，然后是先进的液压千斤顶或抑制结构的同步运动。在更多的液压千斤顶在项目中使用的情况下，两SIMATICS7-200 PLC加的SIMATIC S7-300控制下PLC。
3.2。保护方案设计原则
保护现有隧道的设计原则在设计阶段构建下穿隧道突出如下：
（一）必须采取措施，以防止任何崩溃或过度现有隧道变形。
（一）必须制订一种特别保护计划，以积极控制服务中覆有隧道的住区，并以尽可能地减少定居点，这样就不会有可能发生有害的隧道变形。此外，根据观测方法，可调整现有隧道的监控住区方案。
（丙）保护计划不得影响该现有的隧道和干扰的快速发展在挖掘下，应该是足够有效的建设可以及时完成。根据上述原则，在新的隧道中使用千斤顶支撑现有的隧道的保护方法，不同施工步骤的相应方案提出并实施。
3.3。千斤顶起重作业阶段与在挖掘的发展，与千斤顶的起重作业分为三个阶段。在每一个升降工作阶段，对动作的调整现有的隧道可以进行。显示的流程图提升方案及相关主要建筑项目在图8。
第一阶段：在隧道施工的4个阶段，即1号和2号漂移完成和发掘3号漂移启动，在漂移中安装了起升系统，液压千斤顶位于1号和2号。漂移。随着3号巷道掘进的发展，采用已装举升系统的上覆隧道的吊装根据现有的测量住区进行隧道。第二阶段：当5步开始，即侧壁之间漂移被拆除分段，并获得其设计的强度和垂直的支柱，在屋顶下的屋顶，对液压千斤顶进行了调整和分期随着屋顶建设的发展，必要时可进行起重作业。第三阶段：在第三步7，即通过隧道完成结构混凝土达到设计强度采用隧道千斤顶顶上覆隧道的实测沉降进行了工作。
图8。起重方案和主要建筑项目的流程图。
3.4.2。千斤顶的起升力和布置计算
根据设计图纸，现有的隧道内在基坑开挖影响下的区域为计算千斤顶支撑的权重。据估计隧道和采空隧道的重量分别约为1982吨和1046吨。在第一阶段，200个二十八吨液压千斤顶总排列。六个千斤顶在1号以下的切割下和覆盖隧道，十四个插孔中的2号漂移和八个插孔在1号隧道下面的巷道里。最大提升千斤顶的力量是5600吨，足以提升上覆的隧道结构。对于第一个PLC的配置和千斤顶
舞台在图9。在第三个阶段，200个八吨千斤顶分别布置在下面的采空巷道和200个二十吨千斤顶布置下面的切割和覆盖的隧道。地下开采的隧道千斤顶的位置沿着L形梁的顶部和中间的空墙和侧壁底部下隧道。在下面的切下和覆盖的隧道，千斤顶被定位沿和底部的侧壁和地板切割和覆盖隧道中心线。的配置第二和第三阶段给出了PLC和千斤顶图10。它是观察到的无花果。10和9，在第一阶段该千斤顶分为六组，在第二和第三将千斤顶分为八组。
4。监测上覆隧道的运动
信息管理很显然，两个提升方案和沉降控制现有的隧道严重依赖于准确和及时信息，以及有效地利用信息的能力在决策过程中。同时，有一个明确的需求，实时监测和有效性的结果，有效地管理任何不可预见的事件在建设过程中隧道下面的隧道。所以自动高精度静力水准系统用于对现有隧道运动的连续监测。如图所示。13，11，系统主要由固定在安装支架上的静液调平隧道侧壁及底板、数据采集单元和计算机。如图14所示，注意力集中于行为移动关节，和十六个测量点（国会议员）被安排在现有的隧道监控垂直运动。这个测量运动是重要的建筑来源执行起重作业时的反馈与决策。当事人之间的测得的数据的传输和流量是至关重要的，在隧道的起重作业，和一个协同工作环境为共享提供了便利数据，跟踪决策，并通过有效的手段。由设计师、建筑商组成的联合小组，检验工程师、业主和管理者运营隧道成立，构成一个不可或缺的有效管理结算工具的工具控制现有隧道。下穿隧道的施工过程中，测得的数据进行记录和共享在团队成员中。讨论和分析准备好了在现有隧道的移动的光中进行，和参数的起升系统，以决定是否，如何和什么时候执行起重作业。在本文中，积极运动的隆起和负运动代表住区。
5。隧道千斤顶起升上覆隧道的试验提升计划的调整
5.1。用千斤顶顶上覆隧道的试验截至2007年8月9日，最大的差异沉降和现有隧道的沉降量已达4.8毫米以上分别比10毫米。
图10。第二和第三阶段的千斤顶和PLC的配置。
图11。静液调平系统的组成。
图12。侧壁液压调平。
图13。地板上的液压调平。
为了抑制既有隧道沉降的趋势，并保证其安全运行，决定采用隧道千斤顶的起重方法被雇用。在执行提升计划之前，一个提升的测试上覆的隧道，在隧道中使用的千斤顶进行2007年8月11日。提升试验的目的总结为如下：
（一）验证千斤顶与上述喷射混凝土之间的接触衬。
（二）预紧力的基础。
（三）确保安装千斤顶的起升力能起升上覆构造和确定所需的提升提高上覆隧道的力量。
（Ⅳ）研究提升方法的实际效果预览现有隧道的性能改进。
图14。测量点（国会议员）布局。
四个光栅尺测量的运动量在四以下角（见图10）的切割和覆盖的隧道，千斤顶的加载过程和变化的垂直运动的国会议员在图中给出了起重试验的时期。15，17。如图15所示，上覆隧道的同步提升或多或少难以实现由于不平衡对隧道初期支护刚度和不完善的布局在有限的地下空间千斤顶。存在差异在起重千斤顶作用点的垂直运动中将引起额外的内力在上覆隧道结构。因此，应缓慢执行起重千斤顶的载荷。一次骨折发生在现有的结构，解除工作应终止。千斤顶加载过程在图16中所呈现的大致相同，但不完全协议主要考虑不完善的布局和分组千斤顶。上覆隧道的测量运动无花果。17和15表明，安装的千斤顶能够提高上隧道。可以说，在图17中，垂直运动是从千斤顶上的差异沉降的反映。地基沉降与总垂向运动。它可能是用于显示千斤顶的沉降。
图15。8月11日的光栅尺记录。
图16。8月11日的千斤顶加载过程。
通过起重试验，上覆隧道的吊装预览和千斤顶的最小水压被掌握，从图16它被发现是约10兆帕平均八个千斤顶上的负荷。当然，这种压力应该增加随着上覆隧道施工的发展表面充填。5.2。提升计划的调整在提升试验的基础上，对起重方案进行了调整，并给出如下：
（一）千斤顶的力量直接作用于其基本支持
正在通过的隧道，而不是现有的隧道底板。以下是原因。在挖掘时并初步支持现有的隧道，它被发现外露结构面粗糙不平。没有足够的时间去凿和水平的脸。因此初步支持由电焊网、格子组成的下穿隧道梁和喷射混凝土采用直接承担提升力。如图18所示，杰克直接支持钢板接触了下过隧道的初步支持。两喷射混凝土衬砌初始支护的质量与性能等于那些投在适当的照顾和配售总额的程序控制的地方，C20混凝土，并能满足提升隧道之上的需求。如图19所示，每一组的起重千斤顶都配备了在起重千斤顶附近安装一个光栅刻度。光栅用刻度来测量三明治的垂直运动钢板与上覆隧道之间。三明治包括下通过隧道和下一层现有的隧道，其运动的初步支撑很重要的调节千斤顶。
（Ⅱ）考虑动关节的存在，部队千斤
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