郑州轨道交通环线盾构施工关键技术：导洞回填过程研究成果

以郑汴路站—经北二路站区间为例进行数值模拟研究。

在地铁区间既有锚索拆除完毕后，需要将钢拱架拆除并及时用素混凝土对整个施工导洞进行回填，以满足盾构正常施工。钢拱架的拆除会引起围岩应力进一步释放，导致地表沉降加大，进而危及地表建筑物。因此研究施工导洞回填过程中钢拱架的拆除工艺及素混凝土回填过程极有必要。本节针对推荐的最佳方案，对钢拱架拆除和回填后地表沉降进行了对比研究，具体工况如表5.3.28 所示。

表5.3.28　钢拱架拆除和施工导洞回填工况

工况一地表沉降云图和对比曲线如图5.3.45、图5.3.46 所示。

图5.3.45　工况一地表沉降云图

图5.3.46　工况一地表沉降对比曲线

从图上可以看出当钢拱架拆除数量一定时，随施工导洞每次回填量的增加，地表沉降值也逐渐增加，且回填量从每次0.5 m 增加到1.0 m 时，地表沉降增量较回填量从每次1.0 m 增加到2.0 m 时小2 倍多，说明每次回填量的多少在很大程度上决定着围岩的稳定性。

工况二地表沉降云图和对比曲线如图5.3.47、图5.3.48 所示。(www.xing528.com)

图5.3.47　工况二地表沉降云图

图5.3.48　工况二地表沉降对比曲线

从图中可以看出当每次回填量一定时，随钢拱架拆除数量的增加，地表沉降值也逐渐增加，且拆除数量从每次1 根增加到2 根时，地表沉降增值较拆除量从每次2 根增加到每次4 根时小2 倍左右，说明钢拱架拆除数量在很大程度上决定着围岩的稳定性。

综上对钢拱架拆除和施工导洞回填过程的模拟，可以看出二者均对围岩稳定性有较大影响，因此具体施工中应根据施工条件、工期、费用等合理制订拆除和回填方案，确保施工安全顺利进行。

实际施工中根据布置的测点，对地表沉降实行了实时监测，选取变形稳定后的一组数据和模拟结果进行对比，以验证模拟结果的合理性，见表5.3.29。

表5.3.29　地表沉降监测数据

从前文我们对不同开挖工艺和支护参数中关于地表沉降的研究中可知，地表沉降最大值为14 mm，这与实际监测数据地表沉降最大值23.96 mm 相差10 mm 左右，这种误差在岩土工程数值模拟中已可以忽略，说明本书建立的施工导洞开挖支护模型是合理和可靠的，其计算结果对实际工程具有一定的参考和指导意义。