1、長(zhǎng)航碼頭防汛墻改造對(duì)上海軌道交通十號(hào)線二期盾構(gòu)法區(qū)間的影響評(píng)估長(zhǎng)航碼頭二期防汛墻改造對(duì)上海軌道交通十號(hào)線二期區(qū)間隧道的影響評(píng)估上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院二一五年三月長(zhǎng)航碼頭二期防汛墻改造對(duì)上海軌道交通十號(hào)線二期區(qū)間隧道的影響評(píng)估任務(wù)編號(hào)：ZX201503審 核：管攀峰校 對(duì)：張 旭編 制：周冬軍上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院二一五年三月目錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc413851732 1. 工程概況 -1. 工程概況1.1軌道交通十號(hào)線二期工程概況在建上海軌道交通10號(hào)線二期工程是目前運(yùn)營(yíng)的10號(hào)線一期的東延伸段，連接了新江灣城大型住宅區(qū)、高橋鎮(zhèn)

2、、外高橋等城市重點(diǎn)開發(fā)區(qū)域，線路起自一期工程終點(diǎn)站新江灣城站，線路走向?yàn)殇翜愤^黃浦江港城路外高橋保稅區(qū)。線路全長(zhǎng)約10.068km，其中地下線長(zhǎng)度3.15km，明挖段長(zhǎng)度0.229km，過渡段長(zhǎng)度0.345km，高架線長(zhǎng)度6.344km。線路設(shè)6座車站，其中地下車站1座，高架車站5座，與已建6號(hào)線在港城路站形成一島兩側(cè)換乘。上海市軌道交通10號(hào)線二期工程地下區(qū)間自南向北主要含新江灣城站國(guó)帆路站盾構(gòu)工作井共2段盾構(gòu)法區(qū)間。其中國(guó)帆路站盾構(gòu)工作井區(qū)間為穿越黃浦江的過江區(qū)間隧道。區(qū)間線路 出國(guó)帆路站后，隧道先后下穿國(guó)帆路、緯六河、東方公司重箱堆場(chǎng)、集發(fā)大道、集發(fā)公司重箱堆場(chǎng)、軍工路，后在港務(wù)工程局

3、六號(hào)道下走行，下穿改造后的八號(hào)碼頭后穿越黃浦江，穿越長(zhǎng)航局1011號(hào)碼頭進(jìn)入浦東，最后下穿江心沙路、旭華公司行車后以R-600曲線接至明挖區(qū)間盾構(gòu)工作井，區(qū)間雙線長(zhǎng)約2.89km。本段地下區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，圓形區(qū)間隧道采用預(yù)制鋼筋混凝土襯砌管片結(jié)構(gòu)，隧道內(nèi)徑5.5m，外徑6.2m，管片厚0.35m，環(huán)寬1.2m，通縫拼裝，管片采用M30直螺栓連接。區(qū)間隧道工程概況簡(jiǎn)介見表1.1.1，區(qū)間平縱斷面如下圖1.1-11.1-2所示，區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)橫剖面如圖1.1-3所示。國(guó)帆路站盾構(gòu)工作井區(qū)間概況表表1.1.1區(qū)間隧道起終點(diǎn)里程區(qū)間長(zhǎng)度（米）最小平曲線半徑（米）最大縱坡（）區(qū)間頂覆土深（米）聯(lián)絡(luò)通道

4、泵站設(shè)置國(guó)帆路站盾構(gòu)工作井CK32+321.673CK34+215.0001893.32760026.57.628.63座聯(lián)絡(luò)通道(1座兼泵站)- -長(zhǎng)航局10#、11#碼頭國(guó)帆路站黃浦江盾構(gòu)工作井圖1.1-1 上海軌道交通10號(hào)線二期工程國(guó)帆路站盾構(gòu)工作井區(qū)間總平面圖長(zhǎng)航局10#、11#碼頭樁基國(guó)帆路站盾構(gòu)工作井圖1.1-2上海軌道交通10號(hào)線二期工程國(guó)帆路站盾構(gòu)工作井區(qū)間縱斷面圖- -圖1.1-3 盾構(gòu)法區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)橫剖面圖軌道交通10號(hào)線二期工程區(qū)間隧道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如下：工程結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)按一級(jí)考慮。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類（簡(jiǎn)稱乙類），抗震等級(jí)為二級(jí)，并按8度采取抗震構(gòu)

5、造措施。結(jié)構(gòu)人防標(biāo)準(zhǔn)按人防甲類工程、防護(hù)抗力等級(jí)按核6級(jí)、常6級(jí)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)及防化按丁級(jí)的技術(shù)要求設(shè)防。盾構(gòu)法圓形隧道襯砌變形驗(yàn)算：計(jì)算直徑變形2D（D為隧道外徑）。隧道結(jié)構(gòu)采用防水混凝土，防水混凝土抗?jié)B等級(jí)不小于P10。混凝土結(jié)構(gòu)允許裂縫開展，管片混凝土裂縫寬度0.2mm。盾構(gòu)法區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)自重抗浮和上覆土層有效壓重抗浮分項(xiàng)系數(shù)施工階段均取1.1，使用階段均取1.2。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限按100年考慮。隧道結(jié)構(gòu)防水標(biāo)準(zhǔn)：防水等級(jí)二級(jí)。區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的耐火等級(jí)為一級(jí)。1.2 長(zhǎng)航局碼頭及防汛墻改造工程概況根據(jù)10號(hào)線區(qū)間隧道線路設(shè)計(jì)條件，區(qū)間隧道進(jìn)入浦東前無法繞避長(zhǎng)航局1011號(hào)錨地碼頭樁基，故在區(qū)間隧

6、道施工前需預(yù)先進(jìn)行碼頭基礎(chǔ)改造，拔除隧道施工影響范圍內(nèi)樁基后，盾構(gòu)方可進(jìn)行穿越。同時(shí)防汛墻結(jié)合碼頭工程同步進(jìn)行改造，計(jì)劃2015年03月動(dòng)工。（1）現(xiàn)狀碼頭及防汛墻長(zhǎng)航局10#、11#泊位現(xiàn)狀為固定式碼頭，碼頭結(jié)構(gòu)為高樁梁板型式，碼頭寬8.00m，排架間距6.00m。采用500500mm預(yù)制方樁，樁長(zhǎng)26m、28m，樁底標(biāo)高-23.5m，部分樁基侵入?yún)^(qū)間隧道斷面，需要進(jìn)行拔除。現(xiàn)狀防汛墻分兩級(jí)，二級(jí)防汛墻距駁岸100m，為“L”型擋墻，無需改造。駁岸為拋石護(hù)坡結(jié)構(gòu)，坡比1:1.7，坡頂+5.40m放坡至+3.40m，需要進(jìn)行改造。現(xiàn)狀碼頭及防汛墻與盾構(gòu)區(qū)間相對(duì)關(guān)系平、縱面圖如下圖1.2-11.

7、2-2所示：現(xiàn)狀防汛墻現(xiàn)狀碼頭圖1.2-1現(xiàn)狀碼頭與軌道交通盾構(gòu)區(qū)間平面關(guān)系圖圖1.2-2現(xiàn)狀碼頭與軌道交通盾構(gòu)區(qū)間平面關(guān)系圖（2）改造后的碼頭及防汛墻碼頭改造采用高樁碼頭的型式，共設(shè)置三榀排架，其中軌道交通十號(hào)線盾構(gòu)左右線外側(cè)的1#、3#排架樁基上部采用墩臺(tái)結(jié)構(gòu)，軌道左右線中間的2#排架樁基上部采用倒T型橫梁結(jié)構(gòu)。改造后碼頭改造后碼頭樁基與盾構(gòu)隧道相對(duì)關(guān)系如下圖1.2-3所示：圖1.2-3改造后碼頭與軌道交通盾構(gòu)區(qū)間平面關(guān)系圖一期防汛墻改造采用600鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)11.5m18.5m，改造起終點(diǎn)里程為K0+000.000K0+092.365。改造后的防汛墻與盾構(gòu)區(qū)間平面關(guān)系如下：二期改造防

8、汛墻二期改造防汛墻一期改造防汛墻圖1.2-4改造后防汛墻與軌道交通盾構(gòu)區(qū)間平面關(guān)系圖一期改造后防汛墻圖1.2-5一期改造后防汛墻與軌道交通盾構(gòu)區(qū)間剖面關(guān)系圖一期防汛墻改造樁基數(shù)量及型號(hào)如下表1.2.1所示：表 1.2.1位置樁型根數(shù)盾構(gòu)北側(cè)段K0+000.000K0+024.005600800/2100鉆孔灌注樁樁頂標(biāo)高+2.4m，底標(biāo)高-16.05，樁長(zhǎng)18.5m盾構(gòu)隧道頂標(biāo)高約-13.0m42盾構(gòu)上方段K0+024.005K0+054.079600900/1400鉆孔灌注樁樁頂標(biāo)高+2.4m，底標(biāo)高-9.05，樁長(zhǎng)11.5m與盾構(gòu)隧道凈距約4m40盾構(gòu)南側(cè)段K0+054.079K0+092

9、.365600800/2100鉆孔灌注樁樁頂標(biāo)高+2.4m，底標(biāo)高-16.05，樁長(zhǎng)18.5m盾構(gòu)隧道頂標(biāo)高約-13.0m671.3工程建設(shè)時(shí)序及咨詢?cè)u(píng)估范圍該節(jié)點(diǎn)工程建設(shè)時(shí)序如下：（1）軌道交通盾構(gòu)隧道上部改造防汛墻（K0+000.000K0+092.365）將結(jié)合長(zhǎng)航局10#、11#錨地碼頭一起改造，改造施工圖已出，計(jì)劃2015年03月動(dòng)工。（2）待長(zhǎng)航局10#、11#碼頭及一期防汛墻改造完成后，進(jìn)行軌道交通10號(hào)線二期國(guó)帆路站盾構(gòu)工作井區(qū)間的推進(jìn)施工。第一臺(tái)盾構(gòu)擬于2015年12月從浦東盾構(gòu)工作井始發(fā)，于2016年2月到達(dá)江邊，穿越防汛墻及碼頭，2016年9月完成本段區(qū)間隧道施工。（3）

10、待軌道交通10號(hào)線二期國(guó)帆路站盾構(gòu)工作井區(qū)間施工完成后，再進(jìn)行二期防汛墻改造，其中涉及盾構(gòu)區(qū)間兩側(cè)50m保護(hù)范圍內(nèi)的：北側(cè)（約20.0m范圍，見圖1.2-4）和南側(cè)（約5.8m，見圖1.2-4）防汛墻，改造標(biāo)準(zhǔn)與一期防汛墻改造相同。本次評(píng)估范圍為上述第（3）建設(shè)時(shí)序：軌道交通十號(hào)線國(guó)帆路站浦東盾構(gòu)井區(qū)間盾構(gòu)隧道施工完成后，盾構(gòu)區(qū)間兩側(cè)50m保護(hù)范圍內(nèi)剩余的防汛墻（二期防汛墻改造：北側(cè)約20m、南側(cè)約5.8m范圍）改造施工對(duì)既有國(guó)帆路站浦東盾構(gòu)井區(qū)間盾構(gòu)隧道的影響。二期防汛墻改造標(biāo)準(zhǔn)與一期相同。二期防汛墻改造樁基型號(hào)如下表1.2.2所示：表 1.3.1位置樁型根數(shù)北側(cè)防汛墻約20.0m長(zhǎng)6008

11、00/2100鉆孔灌注樁樁頂標(biāo)高+2.4m，底標(biāo)高-16.05，樁長(zhǎng)18.5m（未出施工圖）南側(cè)防汛墻約5.8m長(zhǎng)600800/2100鉆孔灌注樁樁頂標(biāo)高+2.4m，底標(biāo)高-16.05，樁長(zhǎng)18.5m1.4工程地質(zhì)、水文地質(zhì)概況1.4.1 地形、地貌上海地區(qū)位于長(zhǎng)江三角洲沖積平原的東南前緣。過江區(qū)間涉及楊浦區(qū)和浦東新區(qū)，起自國(guó)帆路站（國(guó)帆路南側(cè)），出站后下穿國(guó)帆路、緯六河、集發(fā)大道、軍工路，在港務(wù)局七、八號(hào)碼頭附近南北向下穿黃浦江，在長(zhǎng)航局10#11#碼頭附近穿越江心沙路直至浦東盾構(gòu)工作井。沿線地貌單一，屬濱海平原地貌類型。過江區(qū)間沿線地勢(shì)稍有起伏，其中浦西陸域勘探孔高程在3.587.29m之

12、間，浦東陸域勘探孔高程在2.685.93m之間。長(zhǎng)航局碼頭及防汛墻改造工程位于黃浦江東岸，江心沙路以西，場(chǎng)區(qū)地貌類型單一，屬長(zhǎng)江三角洲下游的濱海平原。根據(jù)工程所處位置，按上海地貌單元分區(qū)圖，建筑場(chǎng)地屬濱海平原區(qū)地貌類型。1.4.2 地基土的構(gòu)成與特征根據(jù)收集資料及所完成勘探孔資料，擬建場(chǎng)地在勘察揭露的70.45m深度范圍內(nèi)，均為第四紀(jì)全新世Q4上更新世Q3松散沉積物，成因類型屬河口、濱海、淺海、溺谷、湖澤、沼澤相沉積層，主要由飽和粘性土、粉性土以及砂土組成，一般具有成層分布特點(diǎn)。擬建場(chǎng)地地基土分布有以下特點(diǎn)。（1）第1層雜填土，上部23m以淺混夾多量碎石、磚塊等，下部以粘性土為主，夾植物根莖、

13、小石子等，成分復(fù)雜，土質(zhì)不均；涉及路面及集裝箱堆場(chǎng)時(shí)表層為混凝土地坪。第3層江灘土（粘質(zhì)粉土夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土），含云母及有機(jī)質(zhì)，夾螺貝殼碎屑等雜質(zhì)，局部夾少量淤泥質(zhì)粘性土，局部為砂質(zhì)粉土。該層僅分布于黃浦江東岸局部區(qū)域。（2）第3-2層灰色砂質(zhì)粉土，層頂標(biāo)高-8.701.36m，靜力觸探Ps平均值約2.66MPa，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N平均值約9.6擊，呈松散稍密狀態(tài)，含云母，夾薄層粘性土，局部夾粉砂及砂質(zhì)粉土，土質(zhì)不均。（3）第層灰色淤泥質(zhì)粘土，層頂標(biāo)高-14.20-7.55m，靜力觸探Ps平均值約0.65MPa，呈流塑狀態(tài)，含云母、有機(jī)質(zhì)及少量貝殼碎屑，夾少量薄層粉砂。（4）第1層灰色粘土，層頂標(biāo)

14、高-17.1-13.47m，靜力觸探Ps平均值約0.76MPa，呈流塑軟塑狀態(tài)，含云母、有機(jī)質(zhì)、腐植物及鈣質(zhì)結(jié)核，局部夾少量薄層粉砂。（5）第層暗綠草黃色粉質(zhì)粘土（上海地區(qū)俗稱“硬土層”），層面標(biāo)高-24.87-18.20m，靜力觸探Ps平均值約2.24MPa，呈可塑硬塑狀態(tài)，含氧化鐵條紋及鐵錳質(zhì)結(jié)核，土質(zhì)較好，正常地層區(qū)均有分布。（6）第1-1層灰色粘土，層頂標(biāo)高-41.47-23.79m，靜力觸探Ps平均值約1.49MPa，呈軟塑狀態(tài)，含云母，夾少量薄層粉砂，土質(zhì)較均。該層在正常地層區(qū)分布穩(wěn)定。在里程約K33+780（黃浦江東岸）以北區(qū)段該層上部有第1-1t層粘質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土分布。第1-

15、1t層灰色粘質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土，層頂標(biāo)高-30.12-26.59m，靜力觸探Ps平均值約3.42MPa，呈稍密狀態(tài)，含云母、有機(jī)質(zhì)，夾薄層粘性土。1.4.3 水文地質(zhì)條件（1）地表水?dāng)M建場(chǎng)地屬太湖流域黃浦江水系，水系特征為平原河網(wǎng)感潮區(qū)，黃浦江為區(qū)內(nèi)最大河流。本區(qū)的陸域水系，以黃浦江為主干，形成干支流交叉縱橫的河網(wǎng)水系。本工程沿線涉及的地表水體主要為黃浦江，屬黃浦江下段，江寬約540m，最大水深17m左右，河床底一般分布厚約1m的淤泥。由于受徑流和潮流等作用，水下地形較復(fù)雜，基本呈不對(duì)稱“U”字型，深水航道偏向微凹岸的浦西側(cè)。黃浦江為感潮河段，受漲落潮流交替作用。大潮漲潮流速一般為0.71.0m

16、/s，最大漲潮流速1.5m/s；大潮落潮流速一般為0.60.8m/s，最大落潮流速1.3m/s。小潮漲落潮流速一般均小于1.0m/s。漲潮最大流速一般出現(xiàn)在高潮前0.51.0小時(shí)，漲憩在高潮后22.5小時(shí)；落憩在低潮后1.5小時(shí)左右。雖然漲潮流速大于落潮流速，但因落潮歷時(shí)遠(yuǎn)大于漲潮歷時(shí)，故本河段的主要?jiǎng)恿σ蛩貫槁涑绷鳌｜S浦江潮型呈非正規(guī)半日潮，黃浦江水位主要受降水和地表徑流補(bǔ)給，并受潮汐影響，具有一定的潮汐動(dòng)態(tài)特征。（2）地下水類型及水位埋深擬建場(chǎng)地地下水類型主要為松散巖類孔隙水。孔隙水按形成時(shí)代、成因和水理特征可劃分為潛水含水層、承壓含水層，對(duì)本工程有影響的地下水類型可分為潛水和承壓水。潛水

17、一般分布于淺部土層中，補(bǔ)給來源主要有大氣降水入滲及地表水逕流側(cè)向補(bǔ)給，其排泄方式以蒸發(fā)消耗為主。淺部土層中的潛水位埋深，一般離地表面0.31.5m，年平均地下水水位埋深離地表面0.50.7m。由于潛水與大氣降水和地表水的關(guān)系十分密切，故水位呈季節(jié)性波動(dòng)。勘察期間測(cè)得的地下水靜止水位埋深一般為0.353.00m，相應(yīng)標(biāo)高為4.531.01m（受沿線場(chǎng)地地勢(shì)起伏影響，地下水位標(biāo)高也有一定變化）。擬建場(chǎng)地沿線承壓水主要分布于第2層中的微承壓水及第1-1、1-2層粉土層中的承壓水。根據(jù)上海地區(qū)的區(qū)域資料，微承壓水埋深一般在311m，承壓水埋深一般在312m，均低于潛水水位，并呈周期性變化。本次勘察期間

18、布置了2個(gè)承壓水水位埋深觀測(cè)孔，測(cè)得浦西段第1-1層承壓水的水位埋深為4.10m（相應(yīng)標(biāo)高約-0.39m），浦東段第1-1層承壓水的水位埋深為3.70m（相應(yīng)標(biāo)高約2.19m）。（3）地下水、土對(duì)建筑材料的腐蝕性根據(jù)上海市工程建設(shè)規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范（DGJ08-37-2012），擬建場(chǎng)地環(huán)境類型為類。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及調(diào)查，場(chǎng)地內(nèi)及場(chǎng)地周圍無地下水及地表水污染源，同時(shí)本次勘察在部分勘探孔內(nèi)取地下水水樣進(jìn)行水質(zhì)分析。分析結(jié)果表明，擬建場(chǎng)地地下水對(duì)類場(chǎng)地環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)有微腐蝕性；地下水對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性；地下水在長(zhǎng)期浸水條件下對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋有微腐蝕性，在干濕交替環(huán)境下對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中

19、的鋼筋有微弱腐蝕性。1.4.4 土層物理力學(xué)性質(zhì)- - -3防汛墻改造影響分析3.1 有限元影響分析理論概述本次分析采用巖土、隧道結(jié)構(gòu)專用有限元分析軟件MIDAS/GTS（Geotechnical & Tunnel analysis System）進(jìn)行計(jì)算。該軟件是針對(duì)巖土隧道領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)分析所需的功能開發(fā)的程序，與其它大型通用有限元軟件相比，除具有強(qiáng)大的前后處理及求解功能外，可方便進(jìn)行回填、開挖及施加支護(hù)結(jié)構(gòu)等巖土及隧道工程施工階段分析。MIDAS/GTS的施工階段分析采用的是累加模型，即每個(gè)施工階段都繼承了上一個(gè)施工階段的分析結(jié)果，并累加了本施工階段的分析結(jié)果。為了研究施工過程中各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的

20、荷載效應(yīng)，以便指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工，本次分析土體采用二維單元、結(jié)構(gòu)采用梁?jiǎn)卧M，材料本構(gòu)模型取用德魯克-普拉格(DruckerPrager)彈塑性模型，材料按線彈性考慮。（1）材料本構(gòu)模型土體的德魯克-普拉格(DruckerPrager)彈塑性模型模擬的是彈性完全塑性的本構(gòu)關(guān)系，其典型的應(yīng)力應(yīng)變曲線如下圖所示。應(yīng)力在達(dá)到屈服點(diǎn)前與應(yīng)變成正比例關(guān)系，超過屈服點(diǎn)時(shí)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為水平線。圖3.1-1 彈性-完全塑性本構(gòu)模型德魯克普拉格(DruckerPrager)模型的屈服函數(shù)如下：式中，應(yīng)力張量的第一不變量應(yīng)力偏量的第二不變量目前，巖土類材料常用的塑性屈服準(zhǔn)則有Mohr-Coulomb和Drucker

21、-Prager強(qiáng)度準(zhǔn)則。不同的準(zhǔn)則所反映的側(cè)重點(diǎn)有所不同：MohrCoulomb準(zhǔn)則不能反映2對(duì)屈服和破壞的影響及單純的靜水壓力可以引起巖土屈服的特征，而且屈服曲面有棱角，不便于塑性應(yīng)變?cè)隽康挠?jì)算；而DruckerPrager準(zhǔn)則屬于能量屈服與破壞準(zhǔn)則，考慮了中間主應(yīng)力2對(duì)屈服與破壞的影響，屈服曲面光滑沒有棱角，克服了MohrCoulomb準(zhǔn)則的主要弱點(diǎn)，但亦未考慮單純的靜水壓力可以引起巖土類材料屈服的特點(diǎn)、屈服與破壞的非線性特性和巖土類材料在扁平面上抗壓強(qiáng)度不等特性。德魯克普拉格(DruckerPrager)模型的輸入?yún)?shù)為彈性模量E、泊松比、粘聚力C、內(nèi)摩擦角。圖3.1-2 MohrCou

22、lomb 和DruckerPrager屈服準(zhǔn)則（2）輸入?yún)?shù)梁?jiǎn)卧蓛蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，屬于“棱柱狀三維梁?jiǎn)卧薄Ａ簡(jiǎn)卧哂腥齻€(gè)平移自由度和三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。MIDAS/GTS中可用角來表示單元坐標(biāo)系y, z軸的方向。線單元的單元坐標(biāo)系的x軸的方向平行于自節(jié)點(diǎn)N1至節(jié)點(diǎn)N2連線的方向。如果單元坐標(biāo)系的x軸平行于整體坐標(biāo)系的Z軸，則角是整體坐標(biāo)系X軸與單元坐標(biāo)系z(mì)軸間的夾角。該角度的正負(fù)號(hào)以單元坐標(biāo)系的x軸為旋轉(zhuǎn)軸，依據(jù)右手螺旋法則來確定。圖3.1-3 Beta角示意圖單元內(nèi)力的符號(hào)約定參見下圖，箭頭方向?yàn)檎?+)方向。梁?jiǎn)卧獞?yīng)力的符號(hào)約定同單元內(nèi)力，只是彎曲應(yīng)力受拉為正，受壓為負(fù)。圖3.1-4 梁?jiǎn)卧?/p>

23、的單元坐標(biāo)系和單元內(nèi)力(或應(yīng)力)的符號(hào)約定3.2 計(jì)算參數(shù)土層物理力學(xué)性質(zhì)表 表3.2.1層號(hào)巖土名稱重度粘聚力內(nèi)摩擦角靜止側(cè)壓力系數(shù)泊松比豎向基床系數(shù)側(cè)向基床系數(shù)ck0KvKxkN/m3kPa/MPa/mMPa/m1雜填土18.028(0.45)(0.31)6.03粘質(zhì)粉土夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土18.0610(0.45)(0.31)6.03-2灰色砂質(zhì)粉土18.31210(0.75)(0.43)3.0灰色淤泥質(zhì)粘土16.710250.420.3010.013.01灰色粘土17.48260.5380.3510.013.0暗綠草黃色粉質(zhì)粘土19.36260.4030.2918.022.01-1灰色粘土

24、17.73280.4100.2918.022.01-1t灰色粘質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土18.08260.4050.2914.018.0結(jié)構(gòu)物理力學(xué)性質(zhì)表 表3.2.2砼等級(jí)重度彈性模量泊松比EkN/m3MPa/C5525355000.2C3025300000.2- -3.4 計(jì)算結(jié)果分析根據(jù)各工況模擬結(jié)果分析，防汛墻改造引起的既有盾構(gòu)隧道附加變形主要在工況五、工況六，即北側(cè)L1段防汛墻改造施工階段。（1）工況五基坑開挖、鉆孔基坑開挖深度約3.1m，采用槽鋼支護(hù)。基坑與盾構(gòu)隧道水平凈距約30m。水平位移云圖如下所示：圖3.4-1 工況五水平位移云圖（m）盾構(gòu)隧道附加水平位移曲線如下所示：圖3.4-2 工

25、況五盾構(gòu)隧道水平位移曲線（m）豎向位移云圖如下所示：圖3.4-3 工況五豎向位移云圖（m）盾構(gòu)隧道附加豎向位移曲線如下所示：圖3.4-4工況五盾構(gòu)隧道豎向位移曲線該工況下基坑中部地層隆起，引起盾構(gòu)隧道產(chǎn)生的附加隆起最大值為1.7mm；基坑開挖卸載作用減弱了盾構(gòu)隧道單側(cè)地層約束，盾構(gòu)隧道有向基坑方向的位移趨勢(shì)，其附加水平位移最大值為0.8mm。（2）工況六成樁、回填本工況進(jìn)行成樁、施做防汛墻、回填作業(yè)，采用600800鉆孔灌注樁，樁頂標(biāo)高+2.4m，底標(biāo)高-16.05，樁長(zhǎng)18.5m。水平位移云圖如下所示：圖3.4-5 工況六水平位移云圖（m）盾構(gòu)隧道附加水平位移曲線如下所示：圖3.4-6 工況

26、六盾構(gòu)隧道水平位移曲線（m）豎向位移云圖如下所示：圖3.4-7 工況六豎向位移云圖（m）盾構(gòu)隧道豎向位移曲線圖如下圖所示：圖3.4-8 工況六盾構(gòu)隧道豎向位移曲線（m）該工況下地表承受加載作用，地表產(chǎn)生沉降現(xiàn)象，引起盾構(gòu)隧道產(chǎn)生的最終附加沉降最大值為0.3mm；最終附加水平位移最大值為0.6mm。計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下表所示：盾構(gòu)隧道計(jì)算變形量統(tǒng)計(jì)表 表3.4.1工況變形趨勢(shì)附加水平位移最大值mm附加豎向位移最大值mm是否滿足保護(hù)要求工況五基坑開挖、樁基鉆孔盾構(gòu)隧道向基坑方向隆起1.7基坑開挖方向0.8隆起滿足工況六成樁、回填沉降0.6朝向樁基方向0.3沉降滿足由上述分析可知，防汛墻改造時(shí)基坑開挖與

27、樁基成孔作業(yè)為卸載作用，弱化盾構(gòu)隧道的地層約束，引起隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加隆起和水平變形；成樁后施工防汛墻及墻后覆土回填，將產(chǎn)生一定的加載作用，將引起盾構(gòu)隧道發(fā)生附加沉降和水平位移。二期防汛墻改造樁基施工距離既有盾構(gòu)隧道較遠(yuǎn)（最小水平凈距約30m），改造作業(yè)引起的盾構(gòu)隧道附加變形較小，滿足保護(hù)要求。- -4.軌道交通盾構(gòu)法區(qū)間的安全保護(hù)措施4.1施工安全措施根據(jù)前述計(jì)算分析，長(zhǎng)航碼頭防汛墻改造施工對(duì)軌道交通10號(hào)線二期盾構(gòu)隧道有一定影響。為保證盾構(gòu)隧道的安全和穩(wěn)定，在改造施工時(shí)應(yīng)對(duì)盾構(gòu)區(qū)間隧道及軌道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并嚴(yán)格執(zhí)行上海市軌道交通保護(hù)的有關(guān)規(guī)定。4.1.1 施工前期準(zhǔn)備（1）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查詳盡，做到

28、圖實(shí)相符，對(duì)于需特殊注意的設(shè)備事先做好標(biāo)記。（2）成立施工安全領(lǐng)導(dǎo)小組，做好分工，各負(fù)其責(zé)。制定合理的施工作業(yè)流程，層層分解，落實(shí)到人，實(shí)行動(dòng)態(tài)管理，有序可控。（3）對(duì)于有可能發(fā)生的一些突發(fā)性事件，從技術(shù)管理與組織上采取對(duì)策，并制定相應(yīng)的應(yīng)急方案。（4）各個(gè)配合單位全力協(xié)調(diào)聯(lián)系，形成一個(gè)良好的外部施工環(huán)境，確保改造工程順利和盾構(gòu)隧道的安全。（5）實(shí)施單位應(yīng)按照與軌道交通部門共簽的安全協(xié)議，加強(qiáng)部門之間的聯(lián)系，密切配合，使改造項(xiàng)目施工對(duì)盾構(gòu)隧道的影響減少到最低程度。4.1.2 施工過程中安全措施（1）施工中，應(yīng)嚴(yán)格按照審定的方案作業(yè)，隨時(shí)掌握進(jìn)度與質(zhì)量，監(jiān)督施工人員執(zhí)行各項(xiàng)安全規(guī)定，消除不安全因

29、素，并經(jīng)常保持與監(jiān)測(cè)防護(hù)人員的聯(lián)系。（2）每步工序施工間隔時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)、及時(shí)掌握變形數(shù)據(jù)。（3）應(yīng)加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)隧道的變形及隆沉監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)軌面幾何尺寸測(cè)量。（4）在地表開挖及打樁過程中，若出現(xiàn)盾構(gòu)隧道變形較大危及結(jié)構(gòu)安全時(shí)，應(yīng)立即停止施工，及時(shí)與軌道交通部門聯(lián)系，同時(shí)配合養(yǎng)護(hù)維修單位，盡快減緩變形，調(diào)整線路設(shè)備。4.1.3施工后安全措施本改造項(xiàng)目完成后，對(duì)盾構(gòu)隧道應(yīng)持續(xù)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)直至數(shù)據(jù)穩(wěn)定收斂，必要時(shí)采取注漿等加固措施進(jìn)行補(bǔ)救調(diào)整，并請(qǐng)軌道交通部門配合校正軌道尺寸。4.2盾構(gòu)區(qū)間的監(jiān)控量測(cè)4.2.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容和測(cè)點(diǎn)布置根據(jù)施工工藝及環(huán)境條件、地質(zhì)情況，本次評(píng)估項(xiàng)目建設(shè)的監(jiān)測(cè)主要為盾構(gòu)

30、隧道結(jié)構(gòu)、線路的監(jiān)測(cè)。在盾構(gòu)隧道直徑兩側(cè)布置收斂變化測(cè)點(diǎn)，線路沉降測(cè)點(diǎn)埋設(shè)直接布置于鋼軌扣件螺栓軸上。同時(shí)要觀測(cè)管片的漏水等情況。觀測(cè)方法采用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法。工作基點(diǎn)和附近水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)取得初始高程。觀測(cè)時(shí)各項(xiàng)限差宜嚴(yán)格控制，每測(cè)點(diǎn)讀數(shù)較差不宜超過0.5mm，對(duì)不在水準(zhǔn)路線上的觀測(cè)點(diǎn)，一個(gè)測(cè)站不宜超過3個(gè)，如超過時(shí)，應(yīng)重讀后視點(diǎn)讀數(shù)，以作核對(duì)。首次觀測(cè)應(yīng)對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)兩次觀測(cè)，兩次高程之差應(yīng)小于1.0mm，取平均值作為初始值。4.2.2監(jiān)測(cè)技術(shù)要求（1）測(cè)量精度沉降觀測(cè)：0.01mm；水平位移觀測(cè)：1.0mm。（2）報(bào)警值監(jiān)測(cè)報(bào)警值如下表。本工點(diǎn)施工監(jiān)測(cè)報(bào)警值 表4.2.1序號(hào)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目每?jī)尚r(shí)速

31、率報(bào)警24小時(shí)速率報(bào)警累計(jì)變化量報(bào)警1地表沉降2mm/次-2線路沉降2mm/次5mm+4mm/-4mm3線路水平位移2mm/次-4mm變形控制指標(biāo)見下表。變形控制指標(biāo)表 表4.2.2線路變形要求隧道內(nèi)兩軌道橫向高差2mm（即橫向差異沉降1.4）軌向偏差和高低差4mm/10mm結(jié)構(gòu)變形控制要求隧道結(jié)構(gòu)縱向沉降與隆起5mm隧道結(jié)構(gòu)縱向水平位移5mm隧道收斂值20mm（3）監(jiān)測(cè)頻率觀測(cè)期為施工開始至施工結(jié)束后最少一個(gè)月內(nèi)，至線路及盾構(gòu)隧道變形觀測(cè)值收斂穩(wěn)定為止。觀測(cè)點(diǎn)在施工期間，如沉降或位移變化無異常每天觀測(cè)兩次。對(duì)沉降或位移變化異常的特殊工況要適當(dāng)加密觀測(cè)次數(shù)，觀測(cè)值穩(wěn)定一周后方可逐漸降低監(jiān)測(cè)頻率（每半個(gè)月觀測(cè)一次）直至停止。5 評(píng)估結(jié)論及建議5.1 評(píng)估結(jié)論本報(bào)告評(píng)估范圍為：軌道交通十號(hào)線二期工