1、长航码头防汛墙改造对上海轨道交通十号线二期盾构法区间的影响评估长航码头二期防汛墙改造对上海轨道交通十号线二期区间隧道的影响评估上海市隧道工程轨道交通设计研究院二一五年三月长航码头二期防汛墙改造对上海轨道交通十号线二期区间隧道的影响评估任务编号：ZX201503审 核：管攀峰校 对：张 旭编 制：周冬军上海市隧道工程轨道交通设计研究院二一五年三月目录1. 工程概况11.1轨道交通十号线二期工程概况11.2 长航局码头及防汛墙改造工程概况31.3工程建设时序及咨询评估范围61.4工程地质、水文地质概况82.评估依据及标准132.1 评估依据132.2主要规范132.3轨道交通结构变形控制标准1432、防汛墙改造影响分析153.1 有限元影响分析理论概述153.2计算参数173.3 计算工况183.4 计算结果分析214.轨道交通盾构法区间的安全保护措施244.1施工安全措施244.2盾构区间的监控量测255 评估结论及建议265.1 评估结论265.2 建议261. 工程概况1.1轨道交通十号线二期工程概况在建上海轨道交通10号线二期工程是目前运营的10号线一期的东延伸段，连接了新江湾城大型住宅区、高桥镇、外高桥等城市重点开发区域，线路起自一期工程终点站新江湾城站，线路走向为淞沪路过黄浦江港城路外高桥保税区。线路全长约10.068km，其中地下线长度3.15km，明挖段长度0.229km，3、过渡段长度0.345km，高架线长度6.344km。线路设6座车站，其中地下车站1座，高架车站5座，与已建6号线在港城路站形成一岛两侧换乘。上海市轨道交通10号线二期工程地下区间自南向北主要含新江湾城站国帆路站盾构工作井共2段盾构法区间。其中国帆路站盾构工作井区间为穿越黄浦江的过江区间隧道。区间线路 出国帆路站后，隧道先后下穿国帆路、纬六河、东方公司重箱堆场、集发大道、集发公司重箱堆场、军工路，后在港务工程局六号道下走行，下穿改造后的八号码头后穿越黄浦江，穿越长航局1011号码头进入浦东，最后下穿江心沙路、旭华公司行车后以R-600曲线接至明挖区间盾构工作井，区间双线长约2.89km。本段地下4、区间采用盾构法施工，圆形区间隧道采用预制钢筋混凝土衬砌管片结构，隧道内径5.5m，外径6.2m，管片厚0.35m，环宽1.2m，通缝拼装，管片采用M30直螺栓连接。区间隧道工程概况简介见表1.1.1，区间平纵断面如下图1.1-11.1-2所示，区间隧道结构横剖面如图1.1-3所示。国帆路站盾构工作井区间概况表表1.1.1区间隧道起终点里程区间长度（米）最小平曲线半径（米）最大纵坡（）区间顶覆土深（米）联络通道泵站设置国帆路站盾构工作井CK32+321.673CK34+215.0001893.32760026.57.628.63座联络通道(1座兼泵站)-1-长航局10#、11#码头国帆路站黄浦江5、盾构工作井图1.1-1 上海轨道交通10号线二期工程国帆路站盾构工作井区间总平面图长航局10#、11#码头桩基国帆路站盾构工作井图1.1-2上海轨道交通10号线二期工程国帆路站盾构工作井区间纵断面图-2-图1.1-3 盾构法区间隧道结构横剖面图轨道交通10号线二期工程区间隧道设计标准如下：（1） 工程结构的安全等级按一级考虑。（2） 结构抗震设防烈度为7度，设防类别为重点设防类（简称乙类），抗震等级为二级，并按8度采取抗震构造措施。（3） 结构人防标准按人防甲类工程、防护抗力等级按核6级、常6级防护标准及防化按丁级的技术要求设防。（4） 盾构法圆形隧道衬砌变形验算：计算直径变形2D（D为隧道外6、径）。（5） 隧道结构采用防水混凝土，防水混凝土抗渗等级不小于P10。（6） 混凝土结构允许裂缝开展，管片混凝土裂缝宽度0.2mm。（7） 盾构法区间隧道结构自重抗浮和上覆土层有效压重抗浮分项系数施工阶段均取1.1，使用阶段均取1.2。（8） 结构设计使用年限按100年考虑。（9） 隧道结构防水标准：防水等级二级。（10） 区间隧道结构的耐火等级为一级。1.2 长航局码头及防汛墙改造工程概况根据10号线区间隧道线路设计条件，区间隧道进入浦东前无法绕避长航局1011号锚地码头桩基，故在区间隧道施工前需预先进行码头基础改造，拔除隧道施工影响范围内桩基后，盾构方可进行穿越。同时防汛墙结合码头工程同步7、进行改造，计划2015年03月动工。（1）现状码头及防汛墙长航局10#、11#泊位现状为固定式码头，码头结构为高桩梁板型式，码头宽8.00m，排架间距6.00m。采用500500mm预制方桩，桩长26m、28m，桩底标高-23.5m，部分桩基侵入区间隧道断面，需要进行拔除。现状防汛墙分两级，二级防汛墙距驳岸100m，为“L”型挡墙，无需改造。驳岸为抛石护坡结构，坡比1:1.7，坡顶+5.40m放坡至+3.40m，需要进行改造。现状码头及防汛墙与盾构区间相对关系平、纵面图如下图1.2-11.2-2所示：现状防汛墙现状码头图1.2-1现状码头与轨道交通盾构区间平面关系图图1.2-2现状码头与轨道交8、通盾构区间平面关系图（2）改造后的码头及防汛墙码头改造采用高桩码头的型式，共设置三榀排架，其中轨道交通十号线盾构左右线外侧的1#、3#排架桩基上部采用墩台结构，轨道左右线中间的2#排架桩基上部采用倒T型横梁结构。改造后码头改造后码头桩基与盾构隧道相对关系如下图1.2-3所示：图1.2-3改造后码头与轨道交通盾构区间平面关系图一期防汛墙改造采用600钻孔灌注桩，桩长11.5m18.5m，改造起终点里程为K0+000.000K0+092.365。改造后的防汛墙与盾构区间平面关系如下：二期改造防汛墙二期改造防汛墙一期改造防汛墙图1.2-4改造后防汛墙与轨道交通盾构区间平面关系图一期改造后防汛墙图1.9、2-5一期改造后防汛墙与轨道交通盾构区间剖面关系图一期防汛墙改造桩基数量及型号如下表1.2.1所示：表 1.2.1位置桩型根数盾构北侧段K0+000.000K0+024.005600800/2100钻孔灌注桩桩顶标高+2.4m，底标高-16.05，桩长18.5m盾构隧道顶标高约-13.0m42盾构上方段K0+024.005K0+054.079600900/1400钻孔灌注桩桩顶标高+2.4m，底标高-9.05，桩长11.5m与盾构隧道净距约4m40盾构南侧段K0+054.079K0+092.365600800/2100钻孔灌注桩桩顶标高+2.4m，底标高-16.05，桩长18.5m盾构隧道顶标10、高约-13.0m671.3工程建设时序及咨询评估范围该节点工程建设时序如下：（1）轨道交通盾构隧道上部改造防汛墙（K0+000.000K0+092.365）将结合长航局10#、11#锚地码头一起改造，改造施工图已出，计划2015年03月动工。（2）待长航局10#、11#码头及一期防汛墙改造完成后，进行轨道交通10号线二期国帆路站盾构工作井区间的推进施工。第一台盾构拟于2015年12月从浦东盾构工作井始发，于2016年2月到达江边，穿越防汛墙及码头，2016年9月完成本段区间隧道施工。（3）待轨道交通10号线二期国帆路站盾构工作井区间施工完成后，再进行二期防汛墙改造，其中涉及盾构区间两侧50m保11、护范围内的：北侧（约20.0m范围，见图1.2-4）和南侧（约5.8m，见图1.2-4）防汛墙，改造标准与一期防汛墙改造相同。本次评估范围为上述第（3）建设时序：轨道交通十号线国帆路站浦东盾构井区间盾构隧道施工完成后，盾构区间两侧50m保护范围内剩余的防汛墙（二期防汛墙改造：北侧约20m、南侧约5.8m范围）改造施工对既有国帆路站浦东盾构井区间盾构隧道的影响。二期防汛墙改造标准与一期相同。二期防汛墙改造桩基型号如下表1.2.2所示：表 1.3.1位置桩型根数北侧防汛墙约20.0m长600800/2100钻孔灌注桩桩顶标高+2.4m，底标高-16.05，桩长18.5m（未出施工图）南侧防汛墙约512、.8m长600800/2100钻孔灌注桩桩顶标高+2.4m，底标高-16.05，桩长18.5m-10-1.4工程地质、水文地质概况1.4.1 地形、地貌上海地区位于长江三角洲冲积平原的东南前缘。过江区间涉及杨浦区和浦东新区，起自国帆路站（国帆路南侧），出站后下穿国帆路、纬六河、集发大道、军工路，在港务局七、八号码头附近南北向下穿黄浦江，在长航局10#11#码头附近穿越江心沙路直至浦东盾构工作井。沿线地貌单一，属滨海平原地貌类型。过江区间沿线地势稍有起伏，其中浦西陆域勘探孔高程在3.587.29m之间，浦东陆域勘探孔高程在2.685.93m之间。长航局码头及防汛墙改造工程位于黄浦江东岸，江心沙路13、以西，场区地貌类型单一，属长江三角洲下游的滨海平原。根据工程所处位置，按上海地貌单元分区图，建筑场地属滨海平原区地貌类型。1.4.2 地基土的构成与特征根据收集资料及所完成勘探孔资料，拟建场地在勘察揭露的70.45m深度范围内，均为第四纪全新世Q4上更新世Q3松散沉积物，成因类型属河口、滨海、浅海、溺谷、湖泽、沼泽相沉积层，主要由饱和粘性土、粉性土以及砂土组成，一般具有成层分布特点。拟建场地地基土分布有以下特点。（1）第1层杂填土，上部23m以浅混夹多量碎石、砖块等，下部以粘性土为主，夹植物根茎、小石子等，成分复杂，土质不均；涉及路面及集装箱堆场时表层为混凝土地坪。第3层江滩土（粘质粉土夹淤泥14、质粉质粘土），含云母及有机质，夹螺贝壳碎屑等杂质，局部夹少量淤泥质粘性土，局部为砂质粉土。该层仅分布于黄浦江东岸局部区域。（2）第3-2层灰色砂质粉土，层顶标高-8.701.36m，静力触探Ps平均值约2.66MPa，标准贯入击数N平均值约9.6击，呈松散稍密状态，含云母，夹薄层粘性土，局部夹粉砂及砂质粉土，土质不均。（3）第层灰色淤泥质粘土，层顶标高-14.20-7.55m，静力触探Ps平均值约0.65MPa，呈流塑状态，含云母、有机质及少量贝壳碎屑，夹少量薄层粉砂。（4）第1层灰色粘土，层顶标高-17.1-13.47m，静力触探Ps平均值约0.76MPa，呈流塑软塑状态，含云母、有机质、腐15、植物及钙质结核，局部夹少量薄层粉砂。（5）第层暗绿草黄色粉质粘土（上海地区俗称“硬土层”），层面标高-24.87-18.20m，静力触探Ps平均值约2.24MPa，呈可塑硬塑状态，含氧化铁条纹及铁锰质结核，土质较好，正常地层区均有分布。（6）第1-1层灰色粘土，层顶标高-41.47-23.79m，静力触探Ps平均值约1.49MPa，呈软塑状态，含云母，夹少量薄层粉砂，土质较均。该层在正常地层区分布稳定。在里程约K33+780（黄浦江东岸）以北区段该层上部有第1-1t层粘质粉土夹粉质粘土分布。第1-1t层灰色粘质粉土夹粉质粘土，层顶标高-30.12-26.59m，静力触探Ps平均值约3.42MP16、a，呈稍密状态，含云母、有机质，夹薄层粘性土。1.4.3 水文地质条件（1）地表水拟建场地属太湖流域黄浦江水系，水系特征为平原河网感潮区，黄浦江为区内最大河流。本区的陆域水系，以黄浦江为主干，形成干支流交叉纵横的河网水系。本工程沿线涉及的地表水体主要为黄浦江，属黄浦江下段，江宽约540m，最大水深17m左右，河床底一般分布厚约1m的淤泥。由于受径流和潮流等作用，水下地形较复杂，基本呈不对称“U”字型，深水航道偏向微凹岸的浦西侧。黄浦江为感潮河段，受涨落潮流交替作用。大潮涨潮流速一般为0.71.0m/s，最大涨潮流速1.5m/s；大潮落潮流速一般为0.60.8m/s，最大落潮流速1.3m/s。小17、潮涨落潮流速一般均小于1.0m/s。涨潮最大流速一般出现在高潮前0.51.0小时，涨憩在高潮后22.5小时；落憩在低潮后1.5小时左右。虽然涨潮流速大于落潮流速，但因落潮历时远大于涨潮历时，故本河段的主要动力因素为落潮流。黄浦江潮型呈非正规半日潮，黄浦江水位主要受降水和地表径流补给，并受潮汐影响，具有一定的潮汐动态特征。（2）地下水类型及水位埋深拟建场地地下水类型主要为松散岩类孔隙水。孔隙水按形成时代、成因和水理特征可划分为潜水含水层、承压含水层，对本工程有影响的地下水类型可分为潜水和承压水。潜水一般分布于浅部土层中，补给来源主要有大气降水入渗及地表水迳流侧向补给，其排泄方式以蒸发消耗为主。浅18、部土层中的潜水位埋深，一般离地表面0.31.5m，年平均地下水水位埋深离地表面0.50.7m。由于潜水与大气降水和地表水的关系十分密切，故水位呈季节性波动。勘察期间测得的地下水静止水位埋深一般为0.353.00m，相应标高为4.531.01m（受沿线场地地势起伏影响，地下水位标高也有一定变化）。拟建场地沿线承压水主要分布于第2层中的微承压水及第1-1、1-2层粉土层中的承压水。根据上海地区的区域资料，微承压水埋深一般在311m，承压水埋深一般在312m，均低于潜水水位，并呈周期性变化。本次勘察期间布置了2个承压水水位埋深观测孔，测得浦西段第1-1层承压水的水位埋深为4.10m（相应标高约-0.19、39m），浦东段第1-1层承压水的水位埋深为3.70m（相应标高约2.19m）。（3）地下水、土对建筑材料的腐蚀性根据上海市工程建设规范岩土工程勘察规范（DGJ08-37-2012），拟建场地环境类型为类。根据现场踏勘及调查，场地内及场地周围无地下水及地表水污染源，同时本次勘察在部分勘探孔内取地下水水样进行水质分析。分析结果表明，拟建场地地下水对类场地环境中的混凝土结构有微腐蚀性；地下水对钢结构有弱腐蚀性；地下水在长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性，在干湿交替环境下对钢筋混凝土结构中的钢筋有微弱腐蚀性。1.4.4 土层物理力学性质-12-2.评估依据及标准2.1 评估依据（1）上20、海轨道交通10号线二期长航码头涉及防汛墙改造专项论证（上海轨道交通10号线项目公司项目委托书）（2015年1月）（2）上海轨道交通10号线二期工程1标段（穿越长航局锚地码头相关改造工程）岩土工程勘察报告（2014年10月）（3）上海轨道交通10号线二期工程1标段（国帆路站盾构工作井区间）项目岩土工程勘察报告（2014年6月）（4）上海市轨道交通10号线二期穿越长航局锚地码头相关改造工程施工图（2015年1月）（5）上海市轨道交通10号线二期工程国帆路站盾构工作井区间施工图（2014年10月）（6）上海市轨道交通管理条例（7）上海市轨道交通安全保护区暂行管理规定2.2主要规范（1）地铁设计规范(21、GB50157-2013)（2）城市轨道交通技术规范（GB50490-2009）（3）城市轨道交通地下工程建设风险管理规范（GB50652-2011）（4）混凝土结构设计规范（GB50010-2010）（5）建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）（6）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）（7）建筑变形测量规程（JGJT8-2007）（8）城市轨道交通结构安全保护技术规范CJJ/T 202-2013（9）上海城市轨道交通工程技术标准（试行）（STB/ZH-000001-2012）2.3轨道交通结构变形控制标准在轨道交通隧道附近进行建筑施工，将对隧道结构产生一定影响，为保证隧道结构的22、稳定、安全，根据上海市轨道交通管理条例第四章设施管理的要求，轨道交通应设置安全保护区。安全保护区的范围如下：（1） 地下车站、区间隧道结构外边缘外50m内；（2） 地面车站和高架车站以及线路轨道外边线外侧30m内；（3） 出入口、通风亭、变电站等建筑物、构筑物外边线外侧10m内。在轨道交通安全保护区内进行下列作业的，其作业方案应当征得市轨道交通处同意，并采取相应的安全防护措施：（1） 建造或者拆除建筑物、构筑物；（2） 从事打桩、挖掘、地下顶进、爆破、降水、地基加固等施工作业；（3） 其他大面积增加或者减少荷载的行动。同时，参考上海市地铁沿线建筑施工保护地铁技术管理暂行规定中的要求，由于深基坑23、高楼桩基、降水、堆载等各种卸载和加载的建筑活动对轨道交通工程设施的综合影响限度，必须符合以下标准：（1） 在地铁工程（外边线）两侧的邻近3m范围内不能进行任何工程；（2） 地铁结构设施绝对沉降量及水平位移量20mm；（3） 隧道变形曲线的曲率半径R15000m；（4） 相对弯曲1/2500；（5） 盾构管片接缝张开量2mm；（6） 由于建筑物垂直荷载（包括基础地下室）及降水、注浆等施工因素而引起的地下结构外壁附加荷载20kPa；（7） 由于打桩振动、爆炸产生的震动对隧道引起的峰值速度2.5cm/s。轨道交通已建结构变形控制标准如下：轨道交通已建结构变形控制标准表 2.3.1阶段竖向沉降水平位移24、铺轨前20mm20mm铺轨后、试运行前10mm5mm试运行后5mm5mm-14-3防汛墙改造影响分析3.1 有限元影响分析理论概述本次分析采用岩土、隧道结构专用有限元分析软件MIDAS/GTS（Geotechnical & Tunnel analysis System）进行计算。该软件是针对岩土隧道领域的结构分析所需的功能开发的程序，与其它大型通用有限元软件相比，除具有强大的前后处理及求解功能外，可方便进行回填、开挖及施加支护结构等岩土及隧道工程施工阶段分析。MIDAS/GTS的施工阶段分析采用的是累加模型，即每个施工阶段都继承了上一个施工阶段的分析结果，并累加了本施工阶段的分析结果。为了研究25、施工过程中各结构构件的荷载效应，以便指导设计与施工，本次分析土体采用二维单元、结构采用梁单元模拟，材料本构模型取用德鲁克-普拉格(DruckerPrager)弹塑性模型，材料按线弹性考虑。（1）材料本构模型土体的德鲁克-普拉格(DruckerPrager)弹塑性模型模拟的是弹性完全塑性的本构关系，其典型的应力应变曲线如下图所示。应力在达到屈服点前与应变成正比例关系，超过屈服点时应力应变关系为水平线。图3.1-1 弹性-完全塑性本构模型德鲁克普拉格(DruckerPrager)模型的屈服函数如下：式中，应力张量的第一不变量应力偏量的第二不变量目前，岩土类材料常用的塑性屈服准则有Mohr-Coul26、omb和Drucker-Prager强度准则。不同的准则所反映的侧重点有所不同：MohrCoulomb准则不能反映2对屈服和破坏的影响及单纯的静水压力可以引起岩土屈服的特征，而且屈服曲面有棱角，不便于塑性应变增量的计算；而DruckerPrager准则属于能量屈服与破坏准则，考虑了中间主应力2对屈服与破坏的影响，屈服曲面光滑没有棱角，克服了MohrCoulomb准则的主要弱点，但亦未考虑单纯的静水压力可以引起岩土类材料屈服的特点、屈服与破坏的非线性特性和岩土类材料在扁平面上抗压强度不等特性。德鲁克普拉格(DruckerPrager)模型的输入参数为弹性模量E、泊松比、粘聚力C、内摩擦角。图3.27、1-2 MohrCoulomb 和DruckerPrager屈服准则（2）输入参数梁单元由两个节点构成，属于“棱柱状三维梁单元”。梁单元具有三个平移自由度和三个旋转自由度。MIDAS/GTS中可用角来表示单元坐标系y, z轴的方向。线单元的单元坐标系的x轴的方向平行于自节点N1至节点N2连线的方向。如果单元坐标系的x轴平行于整体坐标系的Z轴，则角是整体坐标系X轴与单元坐标系z轴间的夹角。该角度的正负号以单元坐标系的x轴为旋转轴，依据右手螺旋法则来确定。图3.1-3 Beta角示意图单元内力的符号约定参见下图，箭头方向为正(+)方向。梁单元应力的符号约定同单元内力，只是弯曲应力受拉为正，受压为负28、。图3.1-4 梁单元的单元坐标系和单元内力(或应力)的符号约定3.2 计算参数土层物理力学性质表 表3.2.1层号岩土名称重度粘聚力内摩擦角静止侧压力系数泊松比竖向基床系数侧向基床系数ck0KvKxkN/m3kPa/MPa/mMPa/m1杂填土18.028(0.45)(0.31)6.03粘质粉土夹淤泥质粉质粘土18.0610(0.45)(0.31)6.03-2灰色砂质粉土18.31210(0.75)(0.43)3.0灰色淤泥质粘土16.710250.420.3010.013.01灰色粘土17.48260.5380.3510.013.0暗绿草黄色粉质粘土19.36260.4030.2918.029、22.01-1灰色粘土17.73280.4100.2918.022.01-1t灰色粘质粉土夹粉质粘土18.08260.4050.2914.018.0结构物理力学性质表 表3.2.2砼等级重度弹性模量泊松比EkN/m3MPa/C5525355000.2C3025300000.2-17-3.3 计算工况表3.3.1工况工况描述有限元模型一生成初始地应力二L0段防汛墙改造：开挖、钻孔三L0段防汛墙改造：打桩回填四盾构区间施工五北段L1防汛墙改造：开挖、钻孔六北段L1防汛墙改造：打桩回填七南段L2防汛墙改造：开挖、钻孔八南段L2防汛墙改造：打桩回填-20-3.4 计算结果分析根据各工况模拟结果分析，防30、汛墙改造引起的既有盾构隧道附加变形主要在工况五、工况六，即北侧L1段防汛墙改造施工阶段。（1）工况五基坑开挖、钻孔基坑开挖深度约3.1m，采用槽钢支护。基坑与盾构隧道水平净距约30m。水平位移云图如下所示：图3.4-1 工况五水平位移云图（m）盾构隧道附加水平位移曲线如下所示：图3.4-2 工况五盾构隧道水平位移曲线（m）竖向位移云图如下所示：图3.4-3 工况五竖向位移云图（m）盾构隧道附加竖向位移曲线如下所示：图3.4-4工况五盾构隧道竖向位移曲线该工况下基坑中部地层隆起，引起盾构隧道产生的附加隆起最大值为1.7mm；基坑开挖卸载作用减弱了盾构隧道单侧地层约束，盾构隧道有向基坑方向的位移趋31、势，其附加水平位移最大值为0.8mm。（2）工况六成桩、回填本工况进行成桩、施做防汛墙、回填作业，采用600800钻孔灌注桩，桩顶标高+2.4m，底标高-16.05，桩长18.5m。水平位移云图如下所示：图3.4-5 工况六水平位移云图（m）盾构隧道附加水平位移曲线如下所示：图3.4-6 工况六盾构隧道水平位移曲线（m）竖向位移云图如下所示：图3.4-7 工况六竖向位移云图（m）盾构隧道竖向位移曲线图如下图所示：图3.4-8 工况六盾构隧道竖向位移曲线（m）该工况下地表承受加载作用，地表产生沉降现象，引起盾构隧道产生的最终附加沉降最大值为0.3mm；最终附加水平位移最大值为0.6mm。计算结果32、统计如下表所示：盾构隧道计算变形量统计表 表3.4.1工况变形趋势附加水平位移最大值mm附加竖向位移最大值mm是否满足保护要求工况五基坑开挖、桩基钻孔盾构隧道向基坑方向隆起1.7基坑开挖方向0.8隆起满足工况六成桩、回填沉降0.6朝向桩基方向0.3沉降满足由上述分析可知，防汛墙改造时基坑开挖与桩基成孔作业为卸载作用，弱化盾构隧道的地层约束，引起隧道结构产生附加隆起和水平变形；成桩后施工防汛墙及墙后覆土回填，将产生一定的加载作用，将引起盾构隧道发生附加沉降和水平位移。二期防汛墙改造桩基施工距离既有盾构隧道较远（最小水平净距约30m），改造作业引起的盾构隧道附加变形较小，满足保护要求。-23-4.33、轨道交通盾构法区间的安全保护措施4.1施工安全措施根据前述计算分析，长航码头防汛墙改造施工对轨道交通10号线二期盾构隧道有一定影响。为保证盾构隧道的安全和稳定，在改造施工时应对盾构区间隧道及轨道进行实时监测，并严格执行上海市轨道交通保护的有关规定。4.1.1 施工前期准备（1）现场调查详尽，做到图实相符，对于需特殊注意的设备事先做好标记。（2）成立施工安全领导小组，做好分工，各负其责。制定合理的施工作业流程，层层分解，落实到人，实行动态管理，有序可控。（3）对于有可能发生的一些突发性事件，从技术管理与组织上采取对策，并制定相应的应急方案。（4）各个配合单位全力协调联系，形成一个良好的外部施工环34、境，确保改造工程顺利和盾构隧道的安全。（5）实施单位应按照与轨道交通部门共签的安全协议，加强部门之间的联系，密切配合，使改造项目施工对盾构隧道的影响减少到最低程度。4.1.2 施工过程中安全措施（1）施工中，应严格按照审定的方案作业，随时掌握进度与质量，监督施工人员执行各项安全规定，消除不安全因素，并经常保持与监测防护人员的联系。（2）每步工序施工间隔时，应立即进行变形监测、及时掌握变形数据。（3）应加强对盾构隧道的变形及隆沉监测，加强轨面几何尺寸测量。（4）在地表开挖及打桩过程中，若出现盾构隧道变形较大危及结构安全时，应立即停止施工，及时与轨道交通部门联系，同时配合养护维修单位，尽快减缓变形35、，调整线路设备。4.1.3施工后安全措施本改造项目完成后，对盾构隧道应持续进行跟踪监测直至数据稳定收敛，必要时采取注浆等加固措施进行补救调整，并请轨道交通部门配合校正轨道尺寸。4.2盾构区间的监控量测4.2.1 监测内容和测点布置根据施工工艺及环境条件、地质情况，本次评估项目建设的监测主要为盾构隧道结构、线路的监测。在盾构隧道直径两侧布置收敛变化测点，线路沉降测点埋设直接布置于钢轨扣件螺栓轴上。同时要观测管片的漏水等情况。观测方法采用精密水准测量方法。工作基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差宜严格控制，每测点读数较差不宜超过0.5mm，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个36、，如超过时，应重读后视点读数，以作核对。首次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于1.0mm，取平均值作为初始值。4.2.2监测技术要求（1）测量精度沉降观测：0.01mm；水平位移观测：1.0mm。（2）报警值监测报警值如下表。本工点施工监测报警值 表4.2.1序号监测项目每两小时速率报警24小时速率报警累计变化量报警1地表沉降2mm/次-2线路沉降2mm/次5mm+4mm/-4mm3线路水平位移2mm/次-4mm变形控制指标见下表。变形控制指标表 表4.2.2线路变形要求隧道内两轨道横向高差2mm（即横向差异沉降1.4）轨向偏差和高低差4mm/10mm结构变形控制要求隧道结构纵向37、沉降与隆起5mm隧道结构纵向水平位移5mm隧道收敛值20mm（3）监测频率观测期为施工开始至施工结束后最少一个月内，至线路及盾构隧道变形观测值收敛稳定为止。观测点在施工期间，如沉降或位移变化无异常每天观测两次。对沉降或位移变化异常的特殊工况要适当加密观测次数，观测值稳定一周后方可逐渐降低监测频率（每半个月观测一次）直至停止。5 评估结论及建议5.1 评估结论本报告评估范围为：轨道交通十号线二期工程国帆路站浦东盾构井区间盾构隧道施工完成后，盾构区间两侧50m保护范围内剩余的防汛墙（二期防汛墙改造：北侧约20m、南侧约5.8m范围）改造施工对既有国帆路站浦东盾构井区间盾构隧道的影响。二期防汛墙改造38、标准与一期相同。通过计算与分析，现得出以下几点结论：（1）二期防汛墙改造项目位于轨道交通10号线二期工程盾构区间的保护区内，其桩基与盾构隧道最小水平净距约30m，施工时对既有盾构区间隧道结构影响有限。经计算评估，防汛墙改造方案可行，对轨道交通10号线盾构隧道的影响可控。（2）二期防汛墙改造时基坑开挖深度约3m，基坑开挖与桩基成孔作业为卸载作用，弱化盾构隧道的地层约束，引起隧道结构产生附加隆起和水平变形。根据计算分析，最不利情况为工况五：北段防汛墙改造（基坑开挖、钻孔），盾构隧道由此产生的附加隆起最大值为1.7mm，附加水平位移最大值为0.8mm。满足保护要求，对盾构隧道的影响可控。（3）成桩后39、施工防汛墙及墙后覆土回填，将产生一定的加载作用，最终引起盾构隧道发生附加沉降和水平位移。根据计算分析，最不利情况为工况六：北侧防汛墙改造（成桩、回填），盾构隧道最终产生的附加沉降最大值为0.3mm，最终附加水平变形为0.6mm。满足保护要求，对盾构隧道的影响可控。5.2 建议考虑到地下工程施工的不确定性和不可预见性，在实际施工过程中也存在一定的不确定性，计算结果也仅仅起到定性和半定量的作用，因此，在防汛墙改造施工中还需采取下列技术措施，确保盾构隧道的安全：（1）防汛墙基坑开挖时，建议分段分时开挖，逐步卸载。（2）建议采用旋挖钻机进行施工，以减小振动影响。施工前严格复核防汛墙与盾构隧道的相对位置40、关系，准确定位，减小扰动，保证既有盾构隧道的安全。（3）加强对钻孔灌注桩的施工过程控制，加强桩基护壁泥浆的质量控制，避免桩基成孔阶段发生塌孔事故。（4）选取远离盾构隧道的位置进行试桩。（5）在改造施工过程中，需实时监测盾构隧道变形，根据反馈的监测数据指导现场施工。（6）施工场地中，盾构隧道保护区内严禁随意开挖、围堰，严禁随意堆载、回填（加载和卸载均不得超过20kPa）。（7）邻近盾构隧道进行卸载、加载活动将产生附加荷载，造成隧道纵向不均匀沉降变形。建议在盾构隧道内做好监测和渗漏水封堵的应急预案。（8）防汛墙改造项目影响范围内盾构隧道自身变形尚未收敛，改造项目施工前需对盾构隧道结构变形进行持续监测观察，分析其变形趋势并进行记录，以区分出防汛墙改造施工引起的盾构隧道变形。-27-