高浪路上跨地铁区间隧道影响评估

无锡市高浪路（蠡湖大道-长江南路）快速化改造工程对无锡地铁结构安全影响技术评估目录1、研究背景 32、工程概况 32.1高浪路项目概况 32.2相邻无锡地铁1号线现状调查情况 202.3相邻无锡地铁4号线现状调查情况 262.4高浪路项目工程地质、水文概况 273、评估依据 333.1评估依据 333.2评估前提条件说明 354、外部作业影响等级及结构变形控制标准 364.1外部作业影响等级 364.2地铁结构变形控制标准 375、高浪路项目对地铁结构影响 385.1本项目特点 385.2类似项目调研 396、高浪路项目对地铁的影响分析 416.1高浪路项目上跨1号线区间隧道节点对地铁结构的影响分析 416.1.1工作井基坑稳定性验算 416.2.1开挖段MJS挡土墙稳定性验算 466.3.1开挖扰动计算模型 496.3.2计算参数 536.3.3模拟分析方案 546.2上跨1号线节点MJS桩加固及抗浮管幕施工对区间隧道影响分析 726.2.2管幕施工扰动影响分析 756.3高浪路项目上跨4号线节点施工对区间隧道影响分析 796.3.1计算模型 796.3.2计算参数 816.3.3模拟分析方案 826.4高浪路项目上跨6号线节点对地铁后续施工影响分析 946.5高浪路项目上跨S1线市区主线节点对地铁后续施工影响分析 987、评估结论、措施建议及监测要求 1027.1评估结论 1027.2施工风险源梳理 1027.3措施建议 1031）高浪路项目上跨1号线节点 1042）高浪路项目上跨4号线节点 1053）高浪路项目上跨6号线节点 1054）高浪路项目上跨S1市区主线节点 1065）高浪路项目上跨8号线节点 1066）监测和信息化施工 1067）其他 1067.4监测要求 1078、附图 1089、专家意见及回复 109无锡市高浪路（蠡湖大道-长江南路）快速化改造工程对地铁结构安全影响技术评估1、研究背景无锡市高浪路（蠡湖大道-长江南路）快速化改造工程（以下简称“高浪路项目”）位于无锡市滨湖区，拟对高浪路（自蠡湖大道至长江南路区段）进行快速化改造，需上跨已建的无锡地铁1号线、4号线区间隧道，同时根据2019年6月的无锡轨道交通线网规划方案，高浪路快速化改造工程实施区域上跨规划无锡地铁6号线、8号线及S1线。为贯彻执行《无锡市轨道交通条例》第二十七条的要求：“在安全保护区内施工的建设单位应当分析、论证施工活动对轨道交通设施的影响，制定轨道交通设施安全保护方案，并经轨道交通经营单位同意后，按照方案进行施工”，针对该项目实施对无锡地铁结构安全影响进行技术性分析与评估十分必要，现受无锡市公共工程建设中心委托，对高浪路项目的实施对地铁结构安全影响进行技术评估。本次评估为施工图设计阶段技术评估，评估工况按照《城市轨道交通安全保护技术规范》（CJJ/T202-2013）相关内容分析该项目施工对地铁结构安全及运营的影响。2、工程概况2.1高浪路项目概况高浪路快速化改造的基本线位沿着高浪路现状道路布线，呈东西走向。线路西端为蠡湖大道学府立交，东端止于高浪大桥西侧桥台。线位基本沿现状道路布设。高浪路西端接蠡湖大道，与蠡湖大道学府立交改造时预留的隧道结构相接，然后主线以隧道型式向东穿越五湖大道、立信大道、贡湖大道、南湖大道及瑞景道后伸出地面，自蠡河起桥，以高架桥型式上跨华清大道、菱湖大道后落地，接入现状高浪大桥，跨越京杭运河。图2-=1\*Arabic1高浪路总体布置图本工程总体采用“西隧东桥”的布置型式。华清大道以西采用隧道型式，隧道长度约5.1km；华清大道以东至京杭运河段采用高架型式，高架长度约2.2km。路线总长8.35km，车道规模为主线双向6车道＋辅道双向6车道＋人非，标准段道路宽度55.5～73.0m，最大道路宽度90.2m。道路沿线共设置9对出入口匝道。高浪路隧道主体为双向六车道明挖隧道。线路呈东西走向。隧道西接蠡湖大道学府立交，东端止于瑞景道东侧，全线长约5076m。隧道西端主线终止于蠡湖大道学府立交东侧，端头暂时封闭；主线车流经两侧匝道与原立交东北、东南象限匝道相接。自蠡湖大道立交向东，高浪路隧道以长大隧道型式向东穿越五湖大道、立信大道、贡湖大道和南湖大道后，接入地面道路和桥梁。其中在分别在南湖大道、立德大道上跨既有无锡地铁1号线及4号线；在五湖大道和贡湖大道处上跨规划无锡地铁6号线及S1线市区主线。图2-=2\*Arabic2高浪路隧道总图1）高浪路与无锡地铁1号线交叉节点无锡地铁1号线南湖大道站~塘铁桥站区间沿南湖大道敷设，穿越高浪路后接入高浪路南侧塘铁桥站。无锡地铁1号线位于高浪路隧道下方右线区间隧道里程为YDK22+062.620~YDK22+092.170，左线隧道里程为ZDK22+061.860~ZDK22+091.410，隧道顶标高为-7.863m~-8.563m，地面标高为4.0m。区间隧道主要穿越(6)1-1粉质粘土和(6)1粘土，邻近塘铁桥站处隧道顶板位于(4)层粉砂中，富水性良好，对本项目地下隧道施工影响较大。拟建高浪路隧道无锡地铁1号线南湖大道站~塘铁桥站拟建高浪路隧道无锡地铁1号线南湖大道站~塘铁桥站图2-=3\*Arabic3高浪路隧道上跨无锡地铁1号线节点平面图图2-=4\*Arabic4高浪路隧道上跨无锡地铁1号线节点剖面1高浪路隧道在K5+473~K5+656范围内上跨无锡地铁1号线区间隧道，为单箱双室矩形框架结构。高浪路隧道主线为双向三车道，建筑限界为3.75m（机动车道）＋3.5m×2（机动车道）＋0.5m×2（路缘带）＋0.25m×2（侧向余宽）＝12.25m，行车通行净高5m，在通道中还布置有射流风机、指示牌、照明灯具及环控监控设备，需要预留1.85m的设备空间，常规断面高度为6.8m。为减小高浪路隧道开挖对下卧地铁1号线隧道的影响，在该节点（K5+473~K5+656范围）通过调整铺装厚度及压缩设备空间，将隧道断面结构净高由折板拱结构标准段6.8m压缩为5.8m，结构外轮廓高8.3m，宽29.5m。高浪路隧道在上跨1号线节点处埋深较浅，设计路面标高为+4.517~+4.544m，顶部覆土厚度约0.713m，通道底标高-4.492m，与地铁1号线区间隧道结构最小竖向净距为3.4m。本项目上跨1号线节点与南侧的地铁1号线塘铁桥站最小水平净距为116m。图2-=5\*Arabic5（1）高浪路隧道上跨无锡地铁1号线节点-18m~-7.14m加固平面图 图2-=5\*Arabic5（2）高浪路隧道上跨无锡地铁1号线节点-7.14m~-3.9m加固平面图 图2-=5\*Arabic5（3）高浪路隧道上跨无锡地铁1号线节点-3.9m~+4.0m加固平面图图2-=5\*Arabic5（4）高浪路隧道上跨无锡地铁1号线节点抗拔桩平面布置图图2-=5\*Arabic5（5）高浪路隧道上跨无锡地铁1号线节点支撑平面布置图图2-=5\*Arabic5（6）高浪路隧道上跨无锡地铁1号线节点抗浮管幕平面布置图图2-6高浪路隧道上跨无锡地铁1号线与地铁车站平面关系图图2-7高浪路隧道上跨无锡地铁1号线节点纵断面图2-8高浪路隧道上跨无锡地铁1号线节点横断面高浪路隧道上跨无锡地铁1号线节点拟采用MJS门式加固+管幕抗浮+分段施工平衡配重的多重抗浮措施，以控制无锡地铁1号线区间隧道因上部高浪路隧道开挖导致的变形，减小对区间隧道运营安全的影响。该节点施工可分为四个阶段。图2-9高浪路隧道上跨无锡地铁1号线节点第一阶段施工断面本项目上跨1号线节点现状标高为3.97~4.14m，施工期间整平后场地标高为4.00m。该节点第一阶段先行施工隧道两侧工作井围护桩、抗浮桩及隧道周边的加固区，隧道周边门式加固区加固深度至隧道底3m，水泥掺入量为40%。门式加固区拟采用MJS桩加固，开挖区-4.5m标高以上拟采用MJS弱加固，水泥参入量为20%，以确保开挖过程中的立面稳定。MJS桩与地铁1号线区间隧道水平控制净距为1m，紧邻区间隧道侧采用半圆摆喷，与区间隧道最小垂直净距为0.72m。待加固区达到设计强度后开挖隧道两侧工作井，工作井宽度11.9m，开挖深度12.34m，围护桩桩长26m，紧邻区间隧道侧围护桩桩长为40m，坑内布置有两道砼支撑和一道钢支撑，基底采用三轴搅拌桩满堂加固，加固厚度为4m，以控制工作井开挖引起的区间隧道侧向位移。抗拔桩拟采用φ1000mm钻孔灌注桩，桩长24m。图2-10高浪路隧道上跨无锡地铁1号线节点第二阶段施工断面本项目第二阶段施工工作井结构及扶壁墙，拆除第三道钢支撑后顶进抗浮管幕，将抗浮管幕和下部的抗拔桩相互连接。抗浮管幕拟采用直径1.2m@1.44m，管幕壁厚20mm、单节长度5*6m+5.7m；各段钢管幕间焊接密封，管幕之间采用锁口连接，以达到止水抗突涌的目的。抗浮管幕与工作井围护桩浇筑砼连梁刚性连接，同时内部充填C40混凝土以增强抗浮刚度。图2-11管幕与抗拔桩横断面关系图图2-12管幕与围护桩连接大样两侧工作井围护桩处在管幕标高预留钢板，管幕施工后上焊接钢牛腿，并在管幕上下处浇筑1200mm×1500mm顶梁及底梁，与工作井结构及围护桩形成可靠连接，上下压梁之间增设600mm加强板，管幕顶进以4根管为一组，施工完后立即施工上压梁和管幕后加强板，以补充管幕开洞对工作井围护桩的强度削弱。图2-13高浪路隧道上跨无锡地铁1号线节点第三阶段施工断面第三阶段拟施工两侧工作井之间的隧道。地铁1号线区间隧道上部的土方分3段进行开挖施工，先行中部的区段，待中部高浪路隧道结构施工完成后增加补偿配重，以更好的控制区间隧道的变形。分段隧道两侧拟采用水泥土重力式挡墙型钢组合体+内支撑的支护形式，开挖深度为8.5m，嵌固深度约3m，坝体宽度为5m，拟采用直径2600mmMJS加固，水泥掺入比40%，加固体内插700mm×300mmH型钢，长桩桩底标高为-18m，隧道结构范围内型钢底标高为-7.5m。图2-14高浪路隧道上跨无锡地铁1号线节点第四阶段施工断面本项目第四阶段施工工作井范围内的高浪路隧道，并切除部分围护桩，恢复路面，路面设计标高为+4.517~+4.544。高浪路与无锡地铁4号线交叉节点无锡地铁4号线周新苑站~市民中心站区间隧道在立信大道与立德道之间与高浪路隧道相交，位于高浪路隧道下方的区间隧道里程为DK19+978~DK20+016。地铁隧道顶标高为-19.400m~-20.259m，地面标高为4.0m。区间隧道主要穿越⑦-1粉质粘土夹粉土和⑦-2粉土夹粉砂层，隧道顶板位于⑥1层黏土层中，底板位于⑦-2粉土夹粉砂层中。图2-15高浪路隧道上跨无锡地铁4号线节点平面图图2-16高浪路隧道上跨无锡地铁4号线节点围护结构平面图图2-17高浪路隧道上跨无锡地铁4号线节点围护结构断面图图2-18高浪路隧道上跨无锡地铁4号线节点围护结构纵面图高浪路隧道在该节点基坑深度12.14m，拟采用φ1m@1.2m钻孔桩+三道砼支撑的支护体系，围护桩桩底标高-16.000m，基坑开挖底标高-8.252m，基底设置6m厚三轴搅拌桩加固区，加固区底标高-15.252m。高浪路隧道基坑围护桩与地铁区间隧道结构垂直净距约3.4m，外侧止水帷幕与区间隧道最小垂直净距约2.4m，基底加固区与区间隧道最小垂直净距约7.148m，基坑开挖底与区间隧道最小垂直净距约11.148m。该节点基坑内布置有临时立柱桩，拟采用φ1000mm钻孔灌注桩，桩长8m，采用后注浆工艺减小后期桩基沉降，桩底标高-16.252m，与地铁区间隧道最小垂直净距为3.148m。高浪路隧道上跨4号线节点西侧工作井拟采用∅850@600SMW工法桩（密插），桩底标高为-16.5m，基坑宽度约30m，与地铁区间隧道最小水平净距为4.03m；高浪路隧道上跨4号线节点东侧工作井采用∅1000@1200钻孔灌注桩+∅850@600三轴搅拌桩的支护形式，桩底标高-20m，基坑宽度约35m，与地铁区间隧道最小水平净距为17.6m。高浪路与规划轨道交通6号线交叉节点根据规划轨道交通6号线目前的预可研究方案，6号线区间隧道在五湖大道处横穿高浪路隧道。在高浪路隧道开挖范围内隧道顶最浅处标高为-22.781m。高浪路隧道在该节点基坑深度13.282m，结构底标高-9.282m，与规划轨道交通6号线区间隧道最小垂直净距为13.499m。高浪路上跨规划6号线节点基坑拟采用钻孔桩+内支撑的支护体系，钻孔灌注桩桩底标高为-20m，与规划轨道交通6号线最小垂直净距2.781m。高浪路上跨6号线节点基坑内布置有临时立柱桩，拟采用φ1000mm钻孔灌注桩，桩长20m，桩底标高约-29m，与地铁6号线线路中心线最小水平净距为6.3m。图2-19高浪路隧道上跨无锡地铁6号线节点围护结构平面图图2-20高浪路隧道上跨无锡地铁6号线节点围护结构剖面图高浪路与规划轨道交通S1线交叉节点根据2019年6月线网规划方案，S1市内主线沿贡湖大道敷设，为地下区间隧道，隧道线间距为14m。现场地面标高为4.0m，拟建高浪路隧道底标高为-8.293m。轨道交通特别保护区范围内拟采用∅850@600SMW工法桩（密插）三轴搅拌桩桩底标高-17.5m，型钢底标高为-16.5m，施工完成后拔除型钢，保障后续盾构正常推进。图2-21高浪路隧道上跨S1线市内主线节点围护结构平面图图2-22高浪路隧道上跨S1线市内主线节点围护结构剖面图5）高浪路与规划轨道交通8线交叉节点根据2019年6月线网规划方案，规划8号线沿华谊路敷设，为地下区间隧道，隧道线间距为14m。高浪路项目拟采用高架上跨华谊路，拟建桥桩与规划8号线线路中心线最小水平净距为14.49m，位于地铁特别保护区范围之外。图2-23高浪路隧道上跨规划8号线节点平面图2.2相邻无锡地铁1号线现状调查情况图2-24无锡地铁1号线区间隧道现状无锡地铁1号线南湖大道站~塘铁桥站区间沿南湖大道敷设，穿越高浪路后接入高浪路南侧塘铁桥站。无锡地铁1号线位于高浪路隧道下方右线区间隧道里程为YDK22+062.620~YDK22+092.170，左线隧道里程为ZDK22+061.860~ZDK22+091.410，隧道顶标高为-7.863m~-8.563m。现场对施工区域两侧30m范围内隧道现状进行普查，普查隧道里程为DK22+22.1~DK22+125.3。通过采用三维激光扫描及人工巡查的方式对隧道径向收敛，椭圆度及表观病害进行调查。1）逐环收敛成果分析（1）右线隧道逐环收敛根据成果统计分析，本区段管片相对标准圆水平收敛最小值为12.4mm（S538），最大值为28.6mm（S602）；椭圆度最小值为2.1‰（S540），最大值为8.5‰（S605）。具体结论详见以下水平收敛统计汇总分析图。图2-25无锡地铁1号线左线区间隧道逐环收敛分布图图2-26无锡地铁1号线左线区间隧道逐环椭圆度分布图图2-27左线水平收敛汇总分析图图2-28无锡地铁1号线右线区间隧道逐环收敛分布图图2-29无锡地铁1号线右线区间隧道逐环椭圆度分布图图2-30右线水平收敛汇总分析图根据《盾构法隧道施工及验收规范》（GB50446—2008）规定，隧道管片椭圆度应小于5‰，通过断面扫描发现左右线隧道内椭圆度大于5‰的管片环超过65%，最大值达到8.5‰。2）隧道内病害统计通过人工对隧道内现状表观病害统计，隧道内表观病害主要为渗流水及表面湿渍，未见明显破损裂缝。隧道内病害调查情况如下：表2-1右线病害统计表病害破损、裂缝、崩角（处）渗漏、湿渍（处）16表2-2左线病害统计表病害破损、裂缝、崩角（处）渗漏、湿渍（处）0183）车辆/设备限界经检测，未发现扫描区段内任何入侵车辆轮廓的情况。图2-31设备限界及车辆限界侵界图4）结论根据扫描数据输出的成果统计，1号线南湖家园站-塘铁桥站区间右线（YDK22+032-YDK22+122范围）的总体情况如下：单环水平收敛最小值为12.4mm，最大值为28.6mm；椭圆度最小值为2.1‰，最大值为8.5‰；轨距在1432.13~1435.22mm范围之间，轨道水平在-1.8~1.4mm范围之间；本区段有少量的崩角、渗水和湿渍病害，未发现明显裂缝，且经检测无任何入侵车辆轮廓的情况。左线（ZDK22+031-ZDK22+121）的总体情况如下：单环水平收敛最小值为9.0mm，最大值为26.3mm；椭圆度最小值为0.6‰，最大值为8.2‰；轨距在1432.34~1435.44mm范围之间，轨道水平在-1.4~1.6mm范围之间；本区段有较多渗水和湿渍病害，未发现明显裂缝，且经检测无任何入侵车辆轮廓的情况。隧道内管片结构完整性较好，未见明显破损裂缝，但管片收敛量较大，65%的管片环椭圆度已超过控制限值5‰，呈现扁鸭蛋形态，个别管片已存在湿渍渗漏。根据《盾构法隧道结构服役性能鉴定规范》（DGTJ08-2123-2013）,该区段隧道管片服役状态为Ⅱ级，后续高浪路上跨1号线节点施工时应采取相应措施严格控制区间隧道变形。

2.3相邻无锡地铁4号线现状调查情况无锡地铁4号线周新苑站~市民中心站区间隧道自周新苑站出发后延立信大道敷设，下穿尚贤社区和富力十号小区后沿立德道下穿高浪路，受高浪路隧道施工影响里程范围为DK19+978~DK20+016，隧道线间距为15m。受影响范围内地铁4号线区间隧道顶标高为-19.400m~-20.259m，地面标高为4.0m。区间隧道主要穿越⑦-1粉质粘土夹粉土和⑦-2粉土夹粉砂层，隧道顶板位于⑥1层黏土层中，底板位于⑦-2粉土夹粉砂层中。地铁4号线周新苑站~市民中心站区间隧道目前已洞通，正处在铺轨阶段，根据铺轨期间结构监测数据显示，左线隧道最大收敛量为1mm，最大竖向位移为5.29mm（上浮）；右线隧道最大收敛量为2mm，最大竖向位移为2.68mm（沉降）。目前地铁4号线周新苑站~市民中心站区间隧道内少量渗漏点已修补完毕，隧道结构完整性良好。图2-32无锡地铁4号线区间隧道现状2.4高浪路项目工程地质、水文概况1）工程地质情况根据无锡市政设计研究院有限公司提供的《高浪路（蠡湖大道~长江南路）快速化改造工程一期岩土工程勘察报告》（详勘阶段），高浪路隧道埋深在15m左右，详勘勘察所揭露的垂深55.50m范围内地层按其成因类型、岩性和工程性能可划为24个工程地质（亚）层，各岩土层特征描述及工程地质特性评价如下：①1层杂填土：在现状道路位置上部为厚约10～30cm的沥青路面，其下为路基垫层，以水稳、三合土、灰土为主，较密实，下部为素填土，以软塑黏性土为主；在道路两侧及绿化带内为杂填土，杂色，表层夹植物根茎，夹碎石和碎砖，碎石粒径在1.0～4.0cm之间，土层结构松散，局部夹大块石。工程地质性能差。③1-1层粉质黏土：黄灰色～灰色，可塑，含铁锰质结核及其氧化物，切面光滑。仅局部场地小范围分布。土层具中压缩性、工程地质性能一般。③1层黏土：灰黄色，可塑～硬塑，含铁锰质结核及其氧化物，切面光滑。沿线均有分布。土层具中偏低压缩性、工程地质性能较好。③2层粉质黏土夹粉土：灰黄色，可塑，局部软塑，含少量铁锰质氧化物，局部夹大量粉土团块及薄层。土层具中压缩性、工程地质性能一般。③3层粉质黏土：灰色，软塑～流塑，含有机质，局部夹粉土薄层。沿线分布较普遍。土层具中压缩性、工程地质性能差。④层粉土：灰色，局部上部为灰黄色，湿～很湿，稍密～中密，含云母碎屑，水平层理发育，局部夹粉质黏土薄层。沿线场地不连续分布。土层具中压缩性、工程地质性能一般。⑤1层粉质黏土夹粉土：灰色，软塑～流塑，含有机质，局部夹大量粉土，水平层理发育。沿线分布较普遍。土层具中压缩性、工程地质性能差。⑥1-1层粉质黏土：黄灰色～灰色，可塑～硬塑，含铁锰质结核及其氧化物，切面光滑。沿线均有揭露。土层具中压缩性、工程地质性能较好。⑥1层黏土：灰黄色，硬塑，含铁锰质结核及其氧化物，夹蓝灰色条纹，切面光滑。沿线均有揭露。土层具中偏低压缩性、工程地质性能良好。⑥2层粉质黏土：灰黄色～灰色，可塑，局部软塑，局部含大量粉土。仅局部场地有揭露。土层具中压缩性、工程地质性能一般。⑥4层粉质黏土：灰黄色～青灰色，可塑～硬塑，含铁锰质氧化物及其结核，切面光滑。沿线分布较普遍。土层具中压缩性、工程地质性能较好。⑦1层粉质黏土夹粉土：灰色，软塑，局部可塑，含有机质和贝壳碎屑，局部夹黄灰色、灰色粉土薄层，水平层理发育。沿线分布较普遍。土层具中压缩性、工程地质性能较差。⑦2层粉土：灰色，湿～很湿，稍密～中密，含云母碎屑，夹粉质黏土薄层及团块。沿线分布较普遍。该层土层顶埋深23.90～35.10m、平均28.09m；层底标高-36.27～-23.37m、平均-30.98m；厚度1.40～15.20m、平均6.68m。土层具中压缩性、工程地质性能一般。⑦3层粉质黏土：灰色，软塑～流塑，含有机质和贝壳碎屑，夹粉土薄层。土层具中偏高压缩性、工程地质性能较差。⑧1层粉质黏土：青灰色～灰色，可塑～硬塑，含铁锰质氧化物和钙质结核。沿线分布较普遍。土层具中压缩性、工程地质性能较好。⑧2层粉质黏土夹粉土：灰黄色～灰色，可塑，局部软塑，土质欠均匀，夹大量粉土薄层，局部呈互层状。沿线均有揭露。土层具中压缩性、工程地质性能一般。⑧3层粉质黏土：灰黄色～青灰色，局部为黄灰色，可塑～硬塑，含铁锰质氧化物及其结核，局部含较多含钙质结核及砂姜石。沿线均有揭露。土层具中压缩性、工程地质性能较好。⑧4层粉质黏土夹粉土：灰黄色～灰色，可塑，局部软塑，含铁锰质氧化物，夹粉土薄层，具水平层理，局部以粉土为主。沿线均有揭露。土层具中压缩性、工程地质性能一般。在55m以下，根据临近工程的地质报告，土层描述如下：⑨1层粉质黏土：灰色，软塑，含腐植物，夹粉土团块及薄层，水平层理发育。仅局部场地有分布。该层土层顶埋深49.20～60.40m、平均54.35m；层底标高-62.67～-48.98m、平均-55.04m；厚度1.60～11.00m、平均4.85m。土层具中压缩性、工程地质性能较差。⑨2层粉质黏土夹粉土：灰色，软塑～可塑，含铁锰质氧化物，夹大量粉土，具水平层理，局部以粉土为主。该层土层顶埋深52.80～58.50m、平均55.35m；层底标高-58.09～-55.80m、平均-56.98m；厚度3.00～7.60m、平均5.51m。土层具中压缩性、工程地质性能一般。⑨3层粉质黏土：灰色，软塑～流塑，含腐植物，夹粉土团块及薄层。该层土层顶埋深59.60～64.50m、平均61.16m；层底标高-68.99～-57.88m、平均-62.11m；厚度1.80～9.10m、平均5.02m。土层具中压缩性、工程地质性能较差。⑩1层粉质黏土：青灰色～黄灰色，可塑～硬塑，含铁锰质氧化物及钙质结核，夹蓝灰色条纹。局部场地有分布。该层土层顶埋深58.60～67.00m、平均62.29m；层底标高-66.67～-59.26m、平均-63.31m；厚度1.80～7.90m、平均5.16m。土层具中偏低压缩性、工程地质性能好。⑩2层粉质黏土夹粉土：青灰色～灰黄色，局部灰色，可塑，含铁锰质氧化物，夹粉土薄层，局部以中密状粉土为主。沿线分布较普遍。该层土层顶埋深63.00～73.60m、平均67.74m；层底标高-76.15～-63.89m、平均-70.62m；厚度2.80～12.60m、平均7.00m。土层具中压缩性、工程地质性能一般。⑩3层粉砂夹粉土：灰黄色～灰色，饱和，密实，夹粉土和粉质黏土薄层，含云母碎屑。仅局部场地分布。该层土层顶埋深64.20～68.80m、平均66.52m；层底标高-72.67～-71.18m、平均-71.90m；厚度7.90～11.40m、平均9.26m。土层具中压缩性、工程地质性能一般。⑩4层粉质黏土：灰黄色，硬塑，局部可塑，含铁锰质氧化物，夹钙质结核，局部夹大量粉土薄层。仅部分深孔有揭露、大部分钻孔未揭穿。该层土层顶埋深72.80～77.50m、平均75.23m；揭露厚度2.00～9.90m、平均5.33m。土层具中偏低压缩性、工程地质性能好。⑪1层粉质黏土夹粉土：灰黄色～灰色，可塑，夹大量粉土、粉砂，局部呈互层状水平层理发育。仅局部场地有分布。该层土层顶埋深76.10～82.70m、平均79.36m；揭露厚度2.30～8.90m、平均5.64m。土层具中压缩性、工程地质性能一般。高浪路项目隧道上跨1号线、4号线节点开挖深度约13m，基底位于④层粉土层中，开挖深度范围为地层为③1层粘土层，③2粉质粘土夹粉土层及④层粉土层。表2-3土层参数表编号土层天然密度粘聚力内摩擦角压缩模量ρcΦEs1-2g/cm3kPa度Mpa①1杂填土1.80(15)4.3③1-1粉质黏土1.993514.77.0③1黏土2.004715.78.2③2粉质黏土夹粉土1.941817.64.8③3粉质黏土1.90816.34.6④粉土1.90527.07.6⑤1粉质黏土夹粉土1.901117.94.5⑥1-1粉质黏土2.004316.27.4⑥1黏土2.005717.08.2⑥2粉质黏土1.932514.54.8⑥3粉土1.93429.57.8⑥4粉质黏土1.962915.17.3⑦1粉质黏土夹粉土1.901416.14.4⑦2粉土1.96531.08.1⑦3粉质黏土1.881213.23.92）地下水概况根据勘察资料，本场地地下水类型主要为松散岩类孔隙水，浅部地下水按类型分为全新统潜水层（二）、全新统微承压水（三）1、上更新统承压水（三）2、中更新统承压水（三）3。（1）全新统潜水含水层（二）潜水含水层（二）主要由表土层①1层杂填土组成，全线分布。由于结构较松散、固结时间短、存在孔隙，成为地下水的赋存空间，其透水性不均匀。该层地下水埋深随地形及地貌等因素的控制具有一定的变化。其补给来源主要为大气降水及周围湖（河）水体补给。其排泄方式主要以地面蒸发、植物的蒸腾及向周围湖（河）水网的迳流为主。地下水类型为HCO3·SO42--Ca型水。该含水层初见水位：埋深1.10～3.67m、平均1.92m；标高1.45～3.61m、平均2.47m。稳定水位：埋深1.20～3.77m、平均1.75m；标高1.45～3.76m、平均2.22m。地下水位主要受地形地貌、短期气象条件等因素的控制，具有较大的变化，无锡地区降雨主要集中在6～9月份，在此期间，地下水位一般最高，旱季在12月份至翌年3月份，在此期间地下水位一般最低。极端情况下地下水位最高可与地表一致，最低可能无地下水。近三至五年的最高地下水位接近地表。根据区域水文地质资料，该层地下水年变幅2.0m左右。（2）全新统微承压含水层（三）1该含水层由④层粉土及③2、⑤1层中的粉土夹层组成，评述如下：该含水层在沿线大部分场地分布，富水性一般，其补给来源主要为上部潜水的垂直入渗及周围河（湖）水网的侧向补给、邻区的侧向补给。其排泄方式主要以向周围河（湖）水网的侧向迳流或对深层地下水的越流为主。地下水类型为CO3·SO42--Na·Ca型水，地下水位受河水位及季节性降水控制。该含水层稳定水位埋深1.70～2.15m、平均1.98m，水位标高1.55～1.82m、平均1.71m。该地下水位与地形地貌、短期气象条件有一定的联系，具有一定的变化。总体而言，地下水位随着梅雨期和台汛期的到来而升高，随着梅雨期和台汛期的离去而降低，稍有滞后。该含水层水位标高一般在0.5～1.5m之间变化，年变幅1.0m左右。（3）上更新统承压含水层（三）2该含水层主要由⑥3层粉土、⑦2层粉土组成，其补给来源主要为侧向径流补给，其排泄方式主要为侧向径流及对深层地下水的越流补给为主。地下水类型为HCO3·CL-Na·Ca型水。该地下水位在天然条件下变化较小，受人工开采影响较大。该含水层水位年变幅2.0m左右。该层地下水稳定水位埋深为6.10～7.20m，水位标高为-2.43～-2.94m、平均-2.63m。表2-4各土层渗透系数表层号岩土名称室内渗透系数(cm/s)注水试验渗透系数(cm/s)渗透系数建议值含水层的透水性垂直水平(cm/s)(m/d)①1杂填土（5.0×10-5）（4.3×10-2）弱透水③1-1粉质黏土5.02×10-65.02×10-64.34×10-3微透水③1黏土2.83×10-74.28×10-74.28×10-73.70×10-4不透水③2粉质黏土夹粉土6.84×10-61.22×10-51.22×10-51.06×10-2弱透水③3粉质黏土8.62×10-63.18×10-53.18×10-52.75×10-2弱透水④粉土1.08×10-42.00×10-44.17×10-44.17×10-42.75×10-1弱透水⑤1粉质黏土夹粉土2.09×10-54.53×10-54.53×10-53.91×10-2弱透水⑥1-1粉质黏土4.23×10-78.54×10-78.54×10-77.38×10-4不透水⑥1黏土1.61×10-74.22×10-74.22×10-73.65×10-4不透水⑥2粉质黏土3.78×10-66.05×10-66.05×10-65.23×10-3微透水⑥3粉土9.57×10-52.02×10-43.27×10-43.27×10-42.8×10-1弱透水⑥4粉质黏土3.54×10-71.32×10-61.32×10-61.14×10-3微透水⑦1粉质黏土夹粉土2.14×10-55.12×10-55.12×10-54.42×10-2弱透水⑦2粉土夹粉砂1.22×10-42.04×10-44.72×10-44.72×10-44.1×10-1弱透水⑦3粉质黏土7.85×10-62.25×10-52.25×10-51.94×10-2弱透水根据勘察报告，高浪路项目基底主要位于④粉土层，对本项目基坑开挖有影响的地下水主要为④粉土层中的微承压水及赋存在浅层的潜水。本项目上跨1号线节点下部为MJS加固区，两侧工作井均布置有三轴搅拌桩止水帷幕，加固区及止水帷幕进入下部⑥层粘土层中，隔断这两层地下水。本项目上跨4号线基坑外侧采用三轴搅拌桩止水帷幕，桩底进入下部⑥层粘土层中，且上跨节点基底下部设置有三轴搅拌桩满堂加固。本项目施工期间以集水明排方式排水，不设置降水井，因此本项目上跨地铁区间节点施工对周边地下水影响可控。3、评估依据3.1评估依据（1）《无锡市轨道交通条例》（2013年7月26日江苏省第十二届人民代表大会常务委员会第四次会议批准）；（2）《城市轨道交通结构安全保护技术规范》CJJ/T202-2013；（3）《地铁设计规范》GB50157-2013；（4）《高浪路（蠡湖大道～长江南路）快速化改造工程一期》（详细勘察）（2020.04），无锡市政设计研究院有限公司；（5）《无锡市高浪路（蠡湖大道～长江南路）快速化改造工程初步设计说明书》（2020.04），上海市政工程设计研究总院有限公司；（6）《无锡市高浪路（蠡湖大道-长江南路）快速化改造工程-一期—轨交节点专项设计方案》（2020.10），上海市政工程设计研究总院有限公司；（7）《无锡市高浪路（蠡湖大道-长江南路）快速化改造工程轨交一号线影响性分析报告》（2020.10），上海市政工程设计研究总院有限公司；（8）《无锡市高浪路（蠡湖大道~长江南路）快速化改造工程一期02标段——上跨1号线节点地铁保护方案》（2020.10），中铁一局集团有限公司；（9）《无锡市高浪路（蠡湖大道~长江南路）快速化改造工程一期02标段——上跨4号线节点地铁保护方案》（2020.10），中铁一局集团有限公司；（10）《无锡地铁1号线南湖家园站-塘铁桥站区间三维激光全断面扫描成果报告》（2020.08），南京市测绘勘察研究院股份有限公司；（11）《无锡地铁4号线大通路站～市民中心站区间隧道第三方监测》，江苏中设集团股份有限公司；（12）《无锡地铁1号线南湖大道站~塘铁桥站区间结构施工图》，广州地铁设计研究院有限公司（2010.10）；（13）《无锡地铁1号线南湖大道站~塘铁桥站区间结构竣工图》，中铁隧道集团有限公司（2013.8）；（14）《无锡地铁4号线大通路站～市民中心站区间隧道施工图》，中铁第四勘察设计院集团有限公司（2018.4）；（15）无锡地铁6号线预可行性研究方案，北京城建投资发展股份有限公司（2020.4）；（16）无锡轨道交通暂控线网方案，无锡地铁集团（2019.6）。3.2评估前提条件说明（1）本次评估采用的基础资料为无锡公建中心提供的高浪路项目设计、施工资料，若实施方案存在重大变化、工期有重大调整需进行重新评估；（2）高浪路项目计划将于2020年10月开始动工，上跨1号线及4号线节点工期计划如下表所示：表3-1上跨1号线节点施工计划项目工期开始时间结束时间工作井桩基施工（围护桩，搅拌桩，抗拔桩）352021.1.202021.2.24MJS桩基加固1732021.2.242021.8.16工作井开挖212021.8.302021.9.20工作井内部结构施工（底板，内衬，拆除部分支撑）382021.9.202021.11.11抗浮管幕顶进502021.252022.1.14上跨节点开挖482022.1.242022.3.13施工剩余隧道结构262022.3.132022.4.8表3-2上跨4号线节点施工计划名称部位计划开始时间计划完成时间上跨4号线节点钻孔桩+三轴搅拌桩隧道围护结构施工2021.1.12021.3.31钻孔桩+三轴搅拌桩封堵墙2021.4.12021.4.20格构柱桩2021.4.212021.4.30坑底三轴水泥搅拌桩加固2021.5.12021.5.25降水井2021.5.262021.5.31上跨地铁4号线节点1,3号坑施工2021.6.212021.7.31上跨地铁4号线节点2号坑施工2021.8.212021.9.22无锡地铁1号线已通车运营，无锡地铁4号线目前已铺轨，预计将于2021年下半年开通运营。规划地铁6号线、8号线及S1线市区主线目前处在线网规划阶段，因此本次评估高浪路项目对于无锡地铁1号线、4号线结构影响按后行施工考虑，对规划6号线、8号线及S1线市区主线影响按先行施工考虑。4、外部作业影响等级及结构变形控制标准4.1外部作业影响等级依据《城市轨道交通结构安全保护技术规范》（CJJ/T202-2013）,根据外部作业基坑开挖深度、地铁结构埋置深度及外部作业基坑与地铁结构之间的净距综合确定：高浪路对地铁1号线南湖家园站~塘铁桥站区间隧道安全影响等级综合判定为特级，对地铁4号线周新苑站～市民中心站区间隧道结构影响等级综合判定为一级。表4.1高浪路项目影响等级评定地铁结构净距接近程度影响分区影响等级1号线南湖家园站~塘铁桥站区间隧道3.37m区间隧道直径6.2m基坑开挖深度h=9.5m特级<1D，非常接近<0.7h，强烈影响区4号线周新苑站～市民中心站区间隧道7.148m区间隧道直径6.2m基坑开挖深度H=12.14m一级1D~2D接近0.7h~1h,显著影响区4.2地铁结构变形控制标准依据《城市轨道交通结构安全保护技术规范》（CJJ/T202-2013），并参照上海、广州、深圳等城市的地铁保护技术标准，对地铁结构的安全提出了明确的控制指标如下：（1）地铁结构设施绝对沉降量及水平位移量≤20mm；（2）收敛变形≤20mm；（3）地铁结构日沉降量和水平位移量≤0.5mm。对于轨道变形控制要求，参照国内地铁相关经验，对轨道变形提出如下控制要求：（1）道床及结构沉降、隆起值最大不超过10mm；（2）水平：相邻两根钢轨高程差不大于4mm；（3）轨距：相邻两根轨道轨距变化范围+6～-2mm；（4）高低：10m弦长轨面高程差不大于4mm；（5）变形曲率半径：>15000m。根据无锡地铁运营分公司《线路检修规程》要求，线路轨道静态几何尺寸偏差管理值如下表所示：表4-2线路轨道静态几何尺寸允许偏差管理值项目经常保养临时修补轨距[-4,+7][-4,+9]水平610高低610轨向（直线）610三角坑缓和曲线57直线圆曲线69综上所述，关于既有地铁盾构隧道结构变形，关注的核心问题有两点：①既有地铁结构允许的最大变形值(包括沉降、不均匀沉降、扭转、倾斜等)，它集中体现了既有地铁结构的安全状况；②轨道几何形态，包含最小变形曲率半径，轨距，10m高差，它反映轨道的平顺性，影响既有地铁运营安全。而具体项目的确定需要结合实际工程的特点，从便于实施的角度选择。本次评估根据无锡地铁集团有限公司相关文件，结合隧道现状调查成果，提出地铁结构保护要求如下：1. 施工引起1号线隧道结构沉降≤8mm；水平位移≤8mm；2. 施工引起4号线隧道结构沉降≤10mm；水平位移≤10mm；3. 施工引起的4号线隧道结构地铁隧道断面收敛小于10mm；4. 施工引起的轨道10m差异沉降差小于4mm；5. 施工引起的轨道最小变形曲率半径要求大于15000mm。5、高浪路项目对地铁结构影响5.1本项目特点本项目拟对高浪路项目进行快速化改造，拟在无锡地铁1号线及4号线区间隧道上方新建隧道，开挖深度约8.5～13m。基坑开挖过程是一种卸载过程，土体被开挖后基坑底部的土体初始应力场会改变。土体的应力改变量产生卸载应力，引起坑底土体发生回弹变形。本项目拟建隧道与1号线区间隧道垂直净距仅为3.37m，与4号线区间隧道最小垂直净距仅为7.148m，高浪路项目开挖施工将引起下卧区间隧道产生上浮变形，尤其无锡地铁1号线为运营地铁隧道。本文拟对高浪路项目施工全过程对地铁1、4号线区间隧道结构的影响进行分析。本项目上跨1号线区间隧道节点拟紧邻区间隧道施工抗浮管幕及MJS门式加固，抗浮管幕与区间隧道最小垂直净距仅为1.8m，MJS加固区边界与区间隧道最小净距仅为0.5m，施工扰动对无锡地铁1号线运营安全存在一定影响。根据2019年6月的无锡轨道交通线网规划方案及无锡地铁6号线预可行性研究方案，高浪路项目上跨规划6号线、8号线及S1线市区主线，本文拟对规划地铁线路下穿高浪路的可行性进行分析。5.2类似项目调研苏州星港街隧道全长1560米，北接苏州工业园区的苏慕路，南接苏州工业园区的苏惠路，为双向四车道隧道，局部上跨苏州地铁1号线区间隧道。图5-1苏州星港街隧道工程围护结构平面图图5-2苏州星港街隧道工程与地铁1号线隧道相互关系横断面苏州星港街隧道上跨节点长度约40m，基坑宽度为18.9m，采用SMW工法桩支护，坑内布置有72根φ600mm的抗拔桩，坑内及基坑两侧采用了三轴满堂加固。基坑开挖深度为6.4m~7.0m，结构底板与运营中的苏州地铁1号线最小垂直净距仅为4.5m。开挖范围内主要地层为1-2杂填土，1-3素填土及3-1黏土。图5-3苏州星港街隧道工程开挖顺序示意图苏州星港街隧道上跨1号线节点基坑由8道封堵墙分割为9个小仓进行施工，各个小仓每3m设置一道底板施工缝，分为30个施工段。施工完成后苏州地铁1号线区间隧道最大上抬变形约4.4mm。

6、高浪路项目对地铁的影响分析本项目上跨无锡地铁1号线及4号线节点开挖深度深，与区间隧道垂直距离较小，施工MJS桩及抗浮管幕施工扰动对下卧区间隧道存在一定影响，且无锡地铁1号线已处在运营阶段，无锡地铁4号线已处在铺轨阶段，对区间隧道变形控制要求较高。为分析该项目的施工对地铁1号线及4号线区间隧道结构的影响，选用有限元法分析高浪路项目施工对地铁结构的影响。6.1高浪路项目上跨1号线区间隧道节点对地铁结构的影响分析数值计算结果的可靠度很大程度上依赖于计算模型的建立，包括岩土力学参数、本构模型和边界条件等选取的可靠度与合理性。为了全面、系统地反映高浪路项目上跨1号线节点在施工过程中对周围岩土体及地铁结构的受力与变形的情况，建立了基于MidasGTS程序的三维计算模型进行数值模拟。6.1.1工作井基坑稳定性验算工作井基坑设计开挖深度为13m，围护桩桩径1m，桩间距1.2m，桩长26m，基坑安全等级为一级。基坑内布置有三道支撑，第一道支撑为800mm×800mm砼支撑，第二第三道支撑为φ609mm钢管撑，支撑间距为5.5m。编号土层名称厚度(m)重度(kN/m3)c(kPa)φ(°)分算合算m(MPa/m2)①填土1.7181510分算2.5③1粘土3.3204715.7合算8.06③2粉质粘土2.319.41817.6合算6.24④砂质粉土719527分算12.38⑥1-1粉质粘土2.2204316.2合算7.93⑥1粘土7.3205717合算9.78⑥2粉质粘土1.219.32514.5合算5.26⑥4粉质粘土2.819.62915.1合算5.95⑦1粉质粘土4.3191416.1合算4.97地下水位埋深：0.5m。1、变形内力开挖至13m：拆除第三第二道支撑：拆除第一道支撑：2、整体稳定验算圆心(-26.95,-0.44),半径38.47m,滑动力284.1kN/m,抗滑力13662.3kN/m圆心(-1.5,-3.76),半径29.86m,滑动力1527.2kN/m,抗滑力7986.2kN/m圆心(-1.82,-1.88),半径28.03m,滑动力2551.7kN/m,抗滑力6950.1kN/m圆心(-3.53,-0.7),半径27.09m,滑动力3285.3kN/m,抗滑力6194kN/m3、抗倾覆验算KKKK4、墙底隆起验算1）土层⑥4φ=15.1°,c=29kPa。K2）土层⑦1φ=16.1°,c=14kPa。K安全系数应达到1.8。根据基坑设计方案，对邻近地铁侧基坑剖面的整体安全性进行了复核验算，计算结果汇总如下：位置基坑开挖深度（m）嵌固深度（m）整体稳定安全系数抗倾覆稳定性安全系数两侧工作井13.0013.00计算值1.892.19控制值1.351.25附：本报告采用同济启明星软件FRWS8.2.18308计算。经过复核计算，基坑支护结构安全等级为一级，整体稳定性安全系数均≥1.35，抗倾覆稳定性安全系数≥1.25，均满足规范要求。后期高浪路隧道开挖期间若拆除第一道砼支撑后围护桩变形急剧增加，建议施工期间保留第一道砼支撑，待内部结构施工回筑完成形成足够刚度后方可拆除第一道支撑。6.1.2开挖段MJS挡土墙稳定性验算高浪路上跨1号线节点隧道两侧拟采用重力式挡土墙+型钢组合体+内支撑的支护形式，隧道开挖深度为8.5m，有效嵌固厚度按3m计算。基坑安全等级为一级，选取最不利断面，不考虑内插型钢，按重力式挡土墙考虑验算支护结构稳定性。土层参数：编号土层名称厚度(m)重度(kN/m3)c(kPa)φ(°)分算合算m(MPa/m2)①填土1.7181510分算2.5③1粘土3.3204715.7合算8.06③2粉质粘土2.319.41817.6合算6.24④砂质粉土719527分算12.38⑥1-1粉质粘土2.2204316.2合算7.93⑥1粘土7.3205717合算9.78⑥2粉质粘土1.219.32514.5合算5.26⑥4粉质粘土2.819.62915.1合算5.95⑦1粉质粘土4.3191416.1合算4.97地下水位埋深：0.5m。坑内开挖深度范围内拟采用三轴搅拌桩弱加固，下部采用MJS桩强加固，计算加固深度按3m计算，宽度29.5m。深度(m)厚度(m)宽度(m)重度(kN/m3)c(kPa)φ(°)m(MPa/m2)18.5329.52030035511）围护桩变形内力2）整体稳定验算圆心(-10.74,-21.98),半径38.38m,滑动力1643.3kN/m,抗滑力4351.9kN/m3）抗倾覆验算K抗滑移:K根据基坑设计方案，对高浪路隧道上跨1号线节点整体安全性进行了复核验算，计算结果汇总如下：位置基坑开挖深度（m）嵌固深度（m）整体稳定安全系数抗倾覆稳定性安全系数上跨节点8.56计算值2.654.42控制值1.351.25附：本报告采用同济启明星软件FRWS8.2.18308计算。经过复核计算，基坑支护结构安全等级为一级，整体稳定性安全系数均≥1.35，抗倾覆稳定性安全系数≥1.25，满足规范要求。6.1.3开挖扰动计算模型图6-1高浪路项目上跨1号线区间隧道节点横剖面图高浪路项目上跨1号线区间隧道节点高浪路隧道断面结构净高5.8m，结构外轮廓高8.3m，顶部覆土厚度约1m，通道底标高-4.492m，与地铁1号线区间隧道最小竖向净距为3.42m。拟采用MJS门式加固+管幕抗浮+分段开挖平衡堆载的方式施工。隧道两侧拟施工工作井，开挖深度为12.34m，断面尺寸为36m×12.9m，采用钻孔灌注桩+内支撑的支护形式。为减小高浪路隧道在开挖区间导致地铁区间隧道上浮，拟在隧道周边采用MJS桩施工门式加固区，加固范围至隧道下方3m，同时在隧道上方增加抗浮管幕，将MJS加固体、工作井围护桩联合共同形成抗浮体系，约束区间隧道上浮变形。为研究该节点施工对下卧区间隧道的影响，拟采用三维有限元软件对施工影响进行分析。计算模型的尺寸大小根据项目场地及周边环境条件共同决定，考虑消除边界效应的影响，考虑到两侧工作井开挖深度为12.34m，与区间隧道最小水平净距仅为4.3m，因此考虑两侧工作井与上跨1号线节点施工影响相互叠加，模型尺寸为计算模型X方向宽180m，Y方向100m，Z方向100m，计算期间平衡荷载取30Kpa。计算模型如图6-2~6-5所示。区间隧道工作井区间隧道工作井图6-2高浪路上跨1号线节点网格模型MJS加固区管幕接收井管幕始发井MJS加固区管幕接收井管幕始发井图6-3高浪路上跨1号线节点与地铁结构相对关系MJS加固开挖区加固MJS加固工作井MJS加固开挖区加固MJS加固工作井图6-4高浪路上跨1号线节点与地铁结构相对关系2区间隧道加长围护桩管幕区间隧道加长围护桩管幕图6-5高浪路上跨1号线节点与地铁结构相对关系3计算模型约束条件为：对模型底部进行Z方向的约束，侧向施加X位移约束，正方向施加Y向位移约束。模型中隧道结构采用板单元模拟，材料属性定义为C50混凝土，板厚0.35m，隧道采用管片拼装，考虑强度折减0.8。模型中土层及MJS加固区采用修正摩尔库伦本构模型。为简化计算，模拟中假定如下：(a)同一层土体为均质、各向同性、理想弹塑性体，采用修正Mohr-Coulomb屈服准则。(b)隧道管片环假定为具有等效刚度的连续均质弹性环，考虑到管片环缝处的削弱，刚度有效率取0.8。(c)不考虑隧道衬砌、围护结构与土体的脱离现象，认为它们始终是协调变形的。(d)基坑外侧布置有封闭止水帷幕，且基底布置有满堂加固区，故本次计算中暂不考虑施工期间降水的影响。（e）三轴搅拌桩、MJS加固和管幕顶进对区间隧道扰动以水平位移为主，开挖扰动计算过程中暂不考虑三轴搅拌桩、MJS加固和管幕顶进过程中施工扰动对区间隧道的影响。6.2计算参数本项目土层采用修正摩尔库伦本构，加固区采用弹性本构，土层参数见表6-1。表6-1土层参数表（修正摩尔库伦本构）编号土层重度粘聚力内摩擦角压缩模量γcΦEs1-2kN/m3kPa度Mpa①1杂填土18(15)4.3③1黏土204715.78.2③2粉质黏土夹粉土19.41817.64.8④粉土19527.07.6⑥1-1粉质黏土204316.27.4⑥1黏土205717.08.2⑥2粉质黏土19.32514.54.8⑥4粉质黏土19.62915.17.3⑦1粉质黏土夹粉土191416.14.4⑦3粉质黏土18.81213.23.9MJS加固区20.8（40%掺入比）30020150表6-2其他材料参数表（弹性本构）重度kN/m3泊松比变形模量MpaC35250.253.15E4C40250.253.25E4C50（管片）250.252.76E4（刚度有效率0.8）MJS加固区200.3300Mpa钢750.252.06E5表6-3模型参数表构件几何特征材料属性单元类型抗拔桩1mC35植入式桁架单元隧道管片0.35mC50（折减0.8）板单元工作井围护桩0.789mC35板单元工作井砼支撑0.8m×0.8mC35桁架单元工作井钢支撑φ609mmt=12mm钢桁架单元管幕φ1.2mC40梁单元工作井基坑冠梁1.2m×0.8mC40梁单元高浪路隧道底板1.1mC35板单元高浪路隧道顶板1mC35板单元高浪路隧道侧墙1mC35板单元高浪路隧道隔墙0.8mC35板单元6.3.3模拟分析方案（1）初始地应力平衡模型在自重作用下的稳定过程实际上是模拟地质历史上土层沉积固结过程，在模拟第一步通过施加约束和重力荷载，对计算模型范围内土体进行初始状态计算，得到初始地应力。（2）地铁结构施工本次研究重点是高浪路上跨1号线节点施工对区间隧道结构的影响，目前地铁1号线已经建成并运营，因此在模拟基坑施工之前进行地铁区间隧道施工模拟，并清除地铁结构施工产生的位移，获得基坑施工前的初始应力状态。（3）土体开挖及结构回筑方案根据《无锡市高浪路（蠡湖大道-长江南路）快速化改造工程-一期》中上跨无锡地铁1号线节点实施方案，拟先施工隧道两侧工作井围护结构及区间隧道周边加固，再开挖工作井，施工抗浮管幕，待管幕内充填好混凝土后，高浪路项目上跨1号线节点按分3块区域进行开挖施工。结合高浪路上跨1号线节点设计及施工方案，该节点数值模拟计算工况如下图所示：图6-6工况1——隧道开挖图6-7工况2——围护桩施工，MJS加固，桩基施工图6-8工况3——工作井施工，抗浮管幕施工图6-9工况4——上跨节点一区开挖图6-10工况5——上跨节点一区结构施工，平衡堆载（30kPa）图6-11工况6——上跨节点二区开挖图6-12工况7——上跨节点二区结构施工，平衡堆载（30kPa）图6-13工况8——上跨节点三区开挖图6-14工况9——上跨节点三区结构施工，平衡堆载（30kPa）图6-15工况10——工作井回筑，回填，平衡荷载（40kPa）卸除

6.3.3高浪路项目上跨1号线节点施工对地铁结构影响分析图6-17工况3——土体竖向位移云图图6-18工况3——隧道竖向位移图6-19工况3——隧道水平位移图6-20工况4——土体竖向位移云图图6-21工况4——隧道竖向位移图6-22工况4——隧道水平位移图6-23工况5——土体竖向位移云图图6-24工况5——隧道竖向位移图6-25工况5——隧道水平位移图6-26工况6——土体竖向位移云图图6-27工况6——隧道竖向位移图6-28工况6——隧道水平位移图6-29工况7——土体竖向位移云图图6-30工况7——隧道竖向位移图6-31工况7——隧道水平位移图6-32工况8——土体竖向位移云图图6-33工况8——隧道竖向位移图6-34工况8——隧道水平位移图6-35工况9——土体竖向位移云图图6-36工况9——隧道竖向位移图6-37工况9——隧道水平位移图6-38工况10——隧道竖向位移图6-39工况10——隧道水平位移图6-40左线隧道竖向位移曲线图6-41右线隧道竖向位移曲线表6-4高浪路项目上跨1号线节点施工影响计算结果汇总表左线右线水平（mm）竖向（mm）水平（mm）竖向（mm）工况3工作井开挖、管幕施工5.00E-041.21E-03-1.41E-037.70E-04工况4上跨节点一区开挖-9.89E-047.11E-03-7.49E-047.11E-03工况5上跨节点一区平衡荷载-6.20E-044.02E-03-7.18E-043.82E-03工况6上跨节点二区开挖施工-1.15E-036.20E-03-1.64E-038.33E-03工况7上跨节点二区平衡荷载-8.04E-044.25E-03-1.29E-035.27E-03工况8上跨节点三区开挖施工-8.55E-048.26E-03-6.84E-047.20E-03工况9上跨节点三区平衡荷载-7.10E-045.46E-03-9.51E-045.30E-03工况10工作井回填，平衡荷载清除-7.00E-042.50E-03-7.96E-042.40E-03从计算结果可以看出，工作井施工过程中由于土方卸载导致地铁隧道产生1.95mm的上浮量，随着工作井内部结构、管幕等施工，上浮量逐渐回落至1.22mm。上跨节点开挖过程中区间隧道上浮明显，施工期间最大上浮量达到8.33mm，已超过1号线区间隧道变形控制标准8mm，等高浪路隧道及工作井回填后，最终区间隧道上浮量为2.5mm，施工期间地铁1号线区间隧道最小曲率半径为26577.2m。通过对设计方案梳理，本项目约束隧道变形的关键是控制抗浮管幕的变形。建议优化施工工序，先行对两侧工作井进行回填，回填至设计隧道底标高，回填厚度约2m，回填材质建议采用素砼回填。图6-42优化方案横断面图6-43优化方案计算模型图6-44优化方案——上跨节点一区开挖后隧道竖向位移图6-45优化方案——上跨节点二区开挖后隧道竖向位移图6-46优化方案——上跨节点三区开挖后隧道竖向位移图6-47优化方案——上跨节点施工完毕后隧道竖向位移表6-5高浪路项目上跨1号线节点右线隧道优化前后对比表优化前优化后工况3工作井开挖、管幕施工7.70E-04-2.04E-03工况4上跨节点一区开挖7.11E-034.82E-03工况5上跨节点一区平衡荷载3.82E-031.80E-03工况6上跨节点二区开挖施工8.33E-035.65E-03工况7上跨节点二区平衡荷载5.27E-033.17E-03工况8上跨节点三区开挖施工7.20E-034.79E-03工况9上跨节点三区平衡荷载5.30E-033.24E-03工况10工作井回填，平衡荷载清除2.40E-033.27E-03表6-6高浪路项目上跨1号线节点左线隧道优化前后对比表优化前优化后工况3工作井开挖、管幕施工1.21E-03-1.52E-03工况4上跨节点一区开挖7.11E-034.75E-03工况5上跨节点一区平衡荷载4.02E-031.94E-03工况6上跨节点二区开挖施工6.20E-033.78E-03工况7上跨节点二区平衡荷载4.25E-032.19E-03工况8上跨节点三区开挖施工8.26E-035.54E-03工况9上跨节点三区平衡荷载5.46E-033.31E-03工况10工作井回填，平衡荷载清除2.50E-033.34E-03根据计算，先行对隧道两侧工作井回填可减小施工期间地铁1号线区间隧道最大上浮量，由原方案的8.33mm减小至5.65mm，地铁安全保护区范围内高浪路项目施工完成后与原方案最终变形量保持一致，为3.34mm。对施工方案优化后，高浪路隧道施工期间地铁1号线区间隧道最小曲率半径为26577m，满足地铁结构变形控制指标。6.2上跨1号线节点MJS桩加固及抗浮管幕施工对区间隧道影响分析6.2.1MJS施工扰动影响分析MJS工法为日本高压旋喷技术专家中西涉先生开发研制的一种新型高压旋喷施工工艺。该工艺在传统高压旋喷工艺的基础上，采用了独特的多孔管和前端装置，实现了强制排浆，可以将多余的泥浆通过排泥孔排出，通过前端压力监测装置来对地层内泥浆压力进行监测，保持泥浆压力稳定，从而减少对周边环境影响。MJS工法桩施工是一个扩孔成桩的过程，可以采用圆柱形孔穴扩张的模型来模拟其施工工况，在施工过程中由于存在强制排泥的机制，所以施工过程中以压力控制为主，根据工程经验，考虑扩孔压力取1.2~1.8倍土压。为复核MJS桩施工对区间隧道的影响，采用MidasGTSNX模拟MJS桩施工期间的施工压力，跳桩施工，桩径1200mm，分别对扩孔压力为1.2倍地应力、1.5倍地应力及1.8倍地应力工况进行分析。图6-48MJS施工扰动影响计算模型1右侧加固区中部加固区左侧加固区右侧加固区中部加固区左侧加固区图6-49MJS施工扰动影响计算模型2施工完成后区间隧道管片变形如下图所示。图6-501.2倍扩孔压力隧道水平位移云图图6-511.2倍扩孔压力隧道竖向位移云图图6-521.5倍扩孔压力隧道水平位移云图图6-531.5倍扩孔压力隧道竖向位移云图图6-541.8倍扩孔压力隧道水平位移云图图6-551.8倍扩孔压力隧道竖向位移云图表6-7MJS桩基施工影响结果魂汇总表扩孔压力1.2倍地应力1.5倍地应力1.8倍地应力施工期最终工况施工期最终工况施工期最终工况水平位移（mm）0.940.851.4551.0551.4561.318竖向位移（mm）0.530.530.610.610.7140.714经计算，MJS单桩施工对区间隧道影响可控，但与控制扩孔压力及施工顺序相关性较大，建议严格按照设计方案施工，插花施工，严格控制扩孔压力，建议扩孔压力为1.2倍地应力。6.2.2管幕施工扰动影响分析区间隧道在管幕施工之前四周的土压处在一种平衡的状态，在抗浮管幕顶进施工后，对土体产生一定的扰动，引起土体变形及邻近的区间隧道附加变形。本项目抗浮管幕拟采用顶管法施工，管幕底与区间隧道顶最小垂直净距为1.7m。顶管机采用φ1.2m的铰接式泥水平衡顶管机，顶管机长度为2.5m，主顶长度为6800mm，刀盘类型为异型三刀盘，后部采用4千斤顶，推进过程中壳体外侧采用注浆减摩，设计推进力为1000KN，最大推进力为4000KN。为分析抗浮管幕施工对下卧区间隧道的影响，采用MidasGTSNX软件建立三维有限元模型，对管幕施工扰动进行分析。图6-56管幕施工影响计算模型1图6-57管幕施工影响计算模型2计算过程中考虑管幕顶进前对区间隧道周边进行MJS注浆加固，顶进过程中采用注浆减摩，计算顶推力为1000kN，施工完成后管幕内部充填混凝土，提高抗弯刚度。经计算，管幕施工对下卧区间施工扰动影响计算结果如下。图6-58单根管幕施工后区间隧道竖向位移云图图6-59单根管幕施工后区间隧道水平位移云图图6-60管幕施工后区间隧道竖向位移云图图6-61管幕施工后区间隧道水平位移云图经计算，抗浮管幕在MJS加固区中正常施工后，下卧区间隧道因管幕施工导致的最大竖向位移为0.65mm，最大水平位移为0.17mm，对区间隧道影响可控。6.3高浪路项目上跨4号线节点施工对区间隧道影响分析6.3.1计算模型一期开挖1区二期开挖2区一期开挖3区一期开挖1区二期开挖2区一期开挖3区三期开挖三期开挖图6-62高浪路项目上跨4号线区间隧道节点横剖面图图6-63高浪路项目上跨4号线区间隧道节点横剖面图高浪路隧道在该节点基坑深度12.14m，拟采用φ1m@1.2m钻孔桩+三道砼支撑的支护体系，围护桩桩底标高-16.000m，基坑开挖底标高-8.252m，基底加固采用三轴搅拌桩，加固深度为6米，加固区底标高-15.252m。高浪路隧道基坑围护桩与地铁区间隧道结构垂直净距约3.4m，外侧止水帷幕与区间隧道最小垂直净距约2.4m，基底加固区与区间隧道最小垂直净距约7.148m，基坑开挖底与区间隧道最小垂直净距约11.148m。该节点拟分为三部分实施，先行同步开挖1区和3区，再实施4号线区间隧道投影线上方的2区。为研究该节点施工对下卧区间隧道的影响，拟采用三维有限元软件对施工影响进行分析。计算模型的尺寸大小根据项目场地及周边环境条件共同决定，考虑消除边界效应的影响，考虑到两侧工作井开挖深度同样为13m，与4号线区间隧道最小水平净距仅为3.99m，因此考虑两侧工作井与上跨4号线节点施工影响相互叠加，模型尺寸为计算模型X方向宽1200m，Y方向150m，Z方向50m。计算模型如图6-64~6-65所示。东侧工作井上跨节点西侧工作井区间隧道东侧工作井上跨节点西侧工作井东侧工作井上跨节点西侧工作井区间隧道东侧工作井上跨节点西侧工作井图6-64高浪路项目上跨4号线节点网格模型1高浪路隧道围护桩区间隧道高浪路隧道围护桩区间隧道图6-65高浪路项目上跨4号线节点网格模型2计算模型约束条件为：对模型底部进行Z方向的约束，侧向施加X位移约束，正方向施加Y向位移约束。模型中隧道结构采用板单元模拟，材料属性定义为C50混凝土，板厚0.35m。模型中土层采用修正摩尔库伦本构模型，三轴搅拌桩加固区采用弹性本构。为简化计算，模拟中假定如下：(a)同一层土体为均质、各向同性、理想弹塑性体，采用修正Mohr-Coulomb屈服准则。(b)隧道管片环假定为具有等效刚度的连续均质弹性环，考虑到管片环缝处的削弱，刚度有效率取0.8。(c)不考虑隧道衬砌、围护结构与土体的脱离现象，认为它们始终是协调变形的。(d)基坑外侧布置有封闭止水帷幕，且基底布置有满堂加固区，故本次计算中暂不考虑施工期间降水的影响。（e）三轴搅拌桩、钻孔桩施工与施工工艺关系较大，计算过程中不考虑三轴搅拌桩、围护桩过程中施工扰动对区间隧道的影响。6.3.2计算参数本项目土层采用修正摩尔库伦本构，加固区采用弹性本构，土层参数见表6-8。表6-8土层参数表（修正摩尔库伦本构）编号土层重度粘聚力内摩擦角压缩模量γcΦEs1-2kN/m3kPa度Mpa①1杂填土18(15)4.3③1黏土204715.78.2③2粉质黏土夹粉土19.41817.64.8④粉土19527.07.6⑥1-1粉质黏土204316.27.4⑥1黏土205717.08.2⑥2粉质黏土19.32514.54.8⑥4粉质黏土19.62915.17.3⑦1粉质黏土夹粉土191416.14.4⑦3粉质黏土18.81213.23.9表6-9其他材料参数表（弹性本构）重度kN/m3泊松比变形模量MpaC35250.253.15E4C50（管片）250.252.76E4（刚度有效率0.8）三轴搅拌桩加固200.3200Mpa钢750.252.06E5表6-10模型参数表构件几何特征材料属性单元类型隧道管片0.35mC50板单元工作井围护桩0.789mC35板单元工作井砼支撑0.8m×0.8mC35桁架单元工作井钢支撑φ609mm钢桁架单元工作井基坑冠梁1.2m×0.8mC35梁单元高浪路隧道底板1.1mC35板单元高浪路隧道顶板1mC35板单元高浪路隧道侧墙1mC35板单元高浪路隧道隔墙0.8mC35板单元6.3.3模拟分析方案（1）初始地应力平衡模型在自重作用下的稳定过程实际上是模拟地质历史上土层沉积固结过程，在模拟第一步通过施加约束和重力荷载，对计算模型范围内土体进行初始状态计算，得到初始地应力。（2）地铁结构施工本次研究重点是高浪路上跨4号线节点施工对区间隧道结构的影响，目前地铁4号线已铺轨，即将进入运营阶段。因此在模拟基坑施工之前进行区间隧道施工模拟，并清除地铁结构施工产生的位移，获得基坑施工前的初始应力状态。（3）土体开挖及结构回筑方案结合高浪路上跨4号线节点设计及施工方案，该节点数值模拟计算工况如下图所示：图6-66工况1——区间隧道开挖图6-67工况2——上跨节点围护桩施工图6-68工况3~6——上跨节点1,3区分层开挖至坑底图6-69工况7~10——上跨节点1,3区结构回筑，并施加平衡荷载40kPa图6-70工况11~14——上跨节点2区分层开挖至坑底图6-71工况15~18——上跨节点2区结构回筑，并施加平衡荷载40kPa图6-72工况19~20——西侧远端工作井施工图6-73工况21~22——东侧远端工作井施工图6-72工况23——清除平衡荷载6.3.3计算结果分析图6-73工况6——1区3区土体开挖到基底后隧道竖向位移云图图6-74工况6——1区3区土体开挖到基底后隧道水平位移云图图6-75工况10——1区3区高浪路结构施工后隧道竖向位移云图图6-76工况10——1区3区高浪路结构施工后隧道水平位移云图图6-77工况14——2区土方开挖到底后隧道竖向位移云图图6-78工况14——2区土方开挖到底后隧道水平位移云图图6-79工况18——2区高浪路结构施工后隧道竖向位移云图图6-80工况18——2区高浪路结构施工后隧道水平位移云图图6-81工况19——西侧工作井开挖至基底后隧道竖向位移云图图6-82工况19——西侧工作井开挖至基底后隧道水平位移云图图6-83工况20——西侧工作井高浪路结构施工后隧道竖向位移云图图6-84工况20——西侧工作井高浪路结构施工后隧道水平位移云图图6-85工况21——东侧工作井开挖至基底后隧道竖向位移云图图6-86工况21——东侧工作井开挖至基底后隧道水平位移云图图