地鐵盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠的沉降控制研究

賈曉鳳，李春劍，任 磊*，宋勝利，張幸舉

(1.鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院土木建筑學(xué)院，河南 鄭州 450046；2.鄭州地鐵集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450047；3.中鐵十一局集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430060)

南水北調(diào)工程分東、中、西三條線路，其中中線工程始于丹江口水庫(kù)，輸水干渠總長(zhǎng)1 277 km，以明渠通水為主，2014年12月正式通水，主要解決河南、河北、北京、天津4省市的水資源短缺問(wèn)題。

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的推進(jìn)，各大城市對(duì)地下空間的開發(fā)與利用發(fā)展迅速，尤以地鐵建設(shè)更為突出。新建地鐵隧道近接或下穿各類建(構(gòu))筑物的情況逐漸增多，地鐵盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠的案例開始出現(xiàn)。在地鐵盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠的案例中，楊喜等[1]利用數(shù)值分析方法研究了上覆土厚度和左右線間距等因素對(duì)地鐵盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠施工的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著上覆土厚度和左右線間距的增加，南水北調(diào)干渠受盾構(gòu)施工的影響將會(huì)減??；晏成[2-3]利用數(shù)值模擬方法對(duì)國(guó)內(nèi)首例城際鐵路下穿南水北調(diào)干渠沉降控制進(jìn)行了研究，確定了城際鐵路下穿干渠的施工工法和盾構(gòu)隧道埋深；張延[4]從管片防水、結(jié)構(gòu)加強(qiáng)措施及監(jiān)測(cè)方案出發(fā)，研究了外徑為12.4 m盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠的設(shè)計(jì)方案;朱永全等[5]以石家莊市暗挖熱力隧道穿越南水北調(diào)干渠為例，分析了兩者之間的相互影響因素，提出了防治隧道施工變形、隧道防洪與防滲等設(shè)計(jì)方案;李新臻等[6]以豫機(jī)城際鐵路盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠為例，利用FLAC3D數(shù)值模擬方法分析了大直徑盾構(gòu)隧道施工引起的地層沉降及其對(duì)南水北調(diào)干渠結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)地表沉降隨著地層損失率增大而增大,隨著覆土厚度增大而減??；朱坤[7]利用ABAQUS有限元軟件對(duì)盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠變形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了不同水位工況對(duì)渠底沉降的影響，認(rèn)為水位的升高使渠底沉降得到了有限的增加；孫偉良等[8]以城際鐵路下穿南水北調(diào)干渠工程為例，采用三維有限元仿真分析方法研究了總干渠正常輸水和檢修暫停輸水運(yùn)行工況下隧道襯砌的應(yīng)力分布和變形的變化規(guī)律以及總干渠襯砌的沉降規(guī)律，并與襯砌混凝土抗壓和抗裂控制值以及渠道沉降控制值進(jìn)行了對(duì)比，研究結(jié)果為同類大直徑地鐵隧道下穿南水北調(diào)干渠施工提供了技術(shù)依據(jù)。

綜上可見，目前國(guó)內(nèi)針對(duì)地鐵盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠的研究主要限于以上文獻(xiàn)，而對(duì)在其上部有其他結(jié)構(gòu)的條件下地鐵盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠沉降控制方面的研究較少。為此，本文對(duì)新建地鐵盾構(gòu)隧道在同時(shí)下穿南水北調(diào)干渠和干渠上部倒虹吸結(jié)構(gòu)復(fù)雜條件下施工時(shí)引起的沉降及其控制技術(shù)進(jìn)行了研究，分析了在上述條件下克泥效工法對(duì)盾構(gòu)隧道沉降變形的控制效應(yīng)，該研究結(jié)果可為同類工程提供參考。

1 工程概況

鄭州市城郊鐵路工程(二段)站場(chǎng)四街站—會(huì)展站區(qū)間起點(diǎn)位于鄭州市航空港區(qū)中牟縣三官?gòu)R，向東敷設(shè)至?xí)拐?。該區(qū)間左、右線斷面均為單線單洞圓形斷面，采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)隧道襯砌外徑為6.0 m，內(nèi)徑為5.4 m，襯砌環(huán)寬度為1.5 m，厚度為0.3 m。該區(qū)間在里程K66+729.823～K66+820.069(長(zhǎng)度約為90.246 m)同時(shí)下穿南水北調(diào)干渠和倒虹吸結(jié)構(gòu)，施工條件復(fù)雜。

盾構(gòu)區(qū)間左右線設(shè)計(jì)間距為14.0 m，南水北調(diào)干渠渠頂寬度約為73.5 m(含兩側(cè)寬5 m的馬道)，渠底寬度約為21 m，渠道為全斷面襯砌，渠坡混凝土襯砌厚為10 cm，渠底混凝土襯砌厚為8 cm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，干渠設(shè)計(jì)最大水位為7.68 m。干渠上部倒虹吸結(jié)構(gòu)為內(nèi)徑40 cm×40 cm、頂板側(cè)墻4 cm厚、底板5 cm厚的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。盾構(gòu)區(qū)間與南水北調(diào)干渠和倒虹吸結(jié)構(gòu)的平面位置關(guān)系，見圖1。

圖1 盾構(gòu)區(qū)間與南水北調(diào)干渠和倒虹吸結(jié)構(gòu)的平面位置關(guān)系圖

根據(jù)南水北調(diào)中線建設(shè)管理局要求，盾構(gòu)隧道與南水北調(diào)干渠渠底凈距不得少于2.0倍洞徑(2.0D)，經(jīng)線路調(diào)坡后，隧道底板埋深約為27.8 m，南水北調(diào)干渠底部距盾構(gòu)區(qū)間拱頂外皮最小距離為14.7 m(2.45倍洞徑)；倒虹吸結(jié)構(gòu)位于南水北調(diào)干渠下方、盾構(gòu)區(qū)間上方，倒虹吸結(jié)構(gòu)為2 m×2 m的矩形框架現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，距南水北調(diào)干渠渠底的最小凈距約為0.3 m，盾構(gòu)區(qū)間距倒虹吸結(jié)構(gòu)底部的最小豎向凈距為10.3 m。盾構(gòu)區(qū)間隧道穿越的地層主要為粉質(zhì)黏土和細(xì)砂。鄭州市城郊鐵路與南水北調(diào)干渠和倒虹吸結(jié)構(gòu)的剖面位置關(guān)系，見圖2。

圖2 鄭州市城郊鐵路與南水北調(diào)干渠和倒虹吸結(jié)構(gòu)的剖面位置關(guān)系圖

2 盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠沉降控制措施及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

2.1 盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)地層沉降階段劃分與分析

盾構(gòu)法施工會(huì)對(duì)上覆地層產(chǎn)生影響，盾構(gòu)引起的地層沉降可劃分為5個(gè)階段，見圖3[9-11]。其中，第一階段為早期下沉，是挖掘面到達(dá)前由盾構(gòu)機(jī)振動(dòng)引起的地層沉降，該部分地層沉降占比較少；第二階段為挖掘面下沉，是盾構(gòu)機(jī)到達(dá)前由盾構(gòu)機(jī)壓力倉(cāng)與盾構(gòu)刀盤前部土體壓力不平衡引起的挖掘面下沉或隆起，該部分地層沉降占比約為10%；第三階段為盾構(gòu)機(jī)通過(guò)時(shí)下沉，是盾構(gòu)機(jī)挖掘土體及盾殼與土體摩擦所引起的地層沉降，該部分地層沉降占比約為10%～25%；第四階段為盾尾間隙處下沉，是由于盾構(gòu)機(jī)外殼直徑比管片拼裝成的隧道結(jié)構(gòu)外徑大(在本案例中，管片隧道外徑為6.0 m，盾構(gòu)機(jī)外殼直徑為6.14 m)，管片從盾構(gòu)機(jī)中脫出后引起的地層沉降，該部分地層沉降占比約為20%～30%；第五階段為后續(xù)下沉，是受擾動(dòng)土體的固結(jié)沉降，該部分地層沉降用時(shí)較長(zhǎng)，持續(xù)時(shí)間可達(dá)3～5 a，該部分地層沉降占比約為10%。

圖3 盾構(gòu)下穿時(shí)的地層沉降階段劃分

通過(guò)以上分析可知，盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)引起的地層土體損失將不可避免地會(huì)造成上覆地層下沉，進(jìn)而帶動(dòng)南水北調(diào)干渠結(jié)構(gòu)沉降。

2.2 盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠沉降控制措施

盾構(gòu)隧道外徑與南水北調(diào)干渠之間的凈距是影響干渠沉降的一大因素，結(jié)合南水北調(diào)中線建設(shè)管理局要求，以及后期隧道運(yùn)營(yíng)期間列車振動(dòng)對(duì)盾構(gòu)區(qū)間隧道的影響，本次盾構(gòu)隧道下穿時(shí)沉降控制措施主要有：①控制盾構(gòu)區(qū)間隧道拱頂外皮距南水北調(diào)干渠渠底凈距為2.45D(D為盾構(gòu)隧道外徑)；②采用克泥效注漿工法(即克泥效工法)，注漿范圍為到達(dá)南水北調(diào)干渠前15環(huán)；③選用雙層非線性壓縮型減振扣件，減振敷設(shè)范圍為穿越南水北調(diào)干渠前后共約100 m范圍。

克泥效材料是由合成黏土礦物、膠體穩(wěn)定劑和分散劑合成的一種粉劑材料。該材料與水按照比例拌合成漿液后，與水玻璃混合攪拌，能膠結(jié)成不易被水稀釋、有一定支撐力、低強(qiáng)度且永不凝固的黏土。相關(guān)研究表明，克泥效材料與水玻璃按一定比例混合后其黏度可達(dá)300～500 dPa·s[12-14]。盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)第四階段地層沉降為盾尾間隙處下沉，其主要原因是盾構(gòu)機(jī)外殼與管片間存在間隙所致，故盾構(gòu)下穿施工中，利用盾構(gòu)前盾的超前注漿孔或盾殼上的外注孔，向盾殼外間隙注入克泥效材料，可將此間隙充分填充，從而有效減少該部分地層沉降。

2.3 盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)現(xiàn)場(chǎng)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置及監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

依據(jù)南水北調(diào)中線建設(shè)管理局相關(guān)要求，擬對(duì)盾構(gòu)下穿南水北調(diào)干渠時(shí)干渠結(jié)構(gòu)、倒虹吸結(jié)構(gòu)和地表沉降提出控制標(biāo)準(zhǔn)，但由于盾構(gòu)下穿南水北調(diào)干渠時(shí)干渠水位較高，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法對(duì)干渠結(jié)構(gòu)沉降形成有效的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，故干渠結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測(cè)由干渠兩側(cè)馬道沉降監(jiān)測(cè)代替(馬道剖面詳見圖2)。南水北調(diào)干渠馬道、倒虹吸結(jié)構(gòu)和地表的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 南水北調(diào)干渠馬道、倒虹吸結(jié)構(gòu)和地表的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)

盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)現(xiàn)場(chǎng)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)沿盾構(gòu)隧道雙線區(qū)間中軸線布置，在單線區(qū)間中軸線及盾構(gòu)邊界處設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并沿干渠中軸線兩側(cè)馬道間隔10 m、20 m及30 m處對(duì)稱設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)現(xiàn)場(chǎng)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面和剖面布置圖，分別見圖4和圖5。

圖4 盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)現(xiàn)場(chǎng)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置圖(單位：m)

圖5 盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)現(xiàn)場(chǎng)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)剖面布置圖(單位：mm)

2.4 盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)沉降現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

本次盾構(gòu)隧道右線于2018年7月12日接近倒虹吸結(jié)構(gòu)，于2018年7月24日接近南水北調(diào)干渠(約30 m)，每天以8～10環(huán)(環(huán)寬為1.5 m)向前掘進(jìn)，8月3日盾構(gòu)隧道右線完成下穿;盾構(gòu)隧道左線于2018年8月17日號(hào)接近南水北調(diào)干渠，每天以8～10環(huán)(環(huán)寬為1.5 m)向前掘進(jìn)，8月28日盾構(gòu)隧道左線完成下穿。本文以盾構(gòu)區(qū)間隧道雙線中軸線處干渠馬道監(jiān)測(cè)點(diǎn)(DBC-20-01)和盾構(gòu)隧道左線上部馬道監(jiān)測(cè)點(diǎn)(DBC-20-02、DBC-17-04)為代表描述南水北調(diào)干渠馬道沉降，以盾構(gòu)區(qū)間隧道雙線中軸線處地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)(DBC-15-11)和盾構(gòu)隧道左線上部馬道監(jiān)測(cè)點(diǎn)(DBC-15-18、DBC-16-11及DBC-16-18)為代表描述地表沉降，以盾構(gòu)隧道左線與倒虹吸結(jié)構(gòu)相交第一點(diǎn)(DBC-21-01)為代表描述倒虹吸結(jié)構(gòu)沉降，匯總得到的沉降監(jiān)測(cè)曲線見圖6和圖7。

圖6 盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)干渠馬道和倒虹吸結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測(cè)曲線

圖7 盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)地表沉降監(jiān)測(cè)曲線

由圖6和圖7可見：干渠馬道最大沉降發(fā)生在盾構(gòu)隧道雙線完成后的2018年9月15日，最大沉降量為5.93 mm；地表最大隆起發(fā)生在盾構(gòu)隧道右線完成且左線隧道達(dá)到前，最大隆起量為5.08 mm，地表最大沉降發(fā)生在2018年8月25日，地表最大沉降量為9.00 mm，此時(shí)盾構(gòu)隧道左線下穿完成約2/3；倒虹吸結(jié)構(gòu)最大沉降量約為3.46 mm，發(fā)生在盾構(gòu)隧道雙線下穿完成后。

通過(guò)以上分析不難看出，在盾構(gòu)隧道與南水北調(diào)干渠渠底凈距為2.5D(D為盾構(gòu)隧道外徑)并采用克泥效工法時(shí)，盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠過(guò)程中干渠馬道、倒虹吸結(jié)構(gòu)和地表沉降均滿足沉降控制標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3 數(shù)值模擬結(jié)果與分析

本文將通過(guò)數(shù)值模擬方法分析克泥效工法對(duì)抑制沉降的貢獻(xiàn)以及不同凈距條件下盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)對(duì)干渠結(jié)構(gòu)沉降的影響。

3.1 模型假定與參數(shù)選取

本次數(shù)值模擬采用軟件Midas/GTS，該軟件已被廣泛應(yīng)用于模擬分析盾構(gòu)施工[15-16]。在模型中主要假設(shè)：

(1) 對(duì)地層進(jìn)行了簡(jiǎn)化，對(duì)隧道及干渠以上部位土體進(jìn)行了詳細(xì)劃分，并對(duì)其以下地層進(jìn)行了簡(jiǎn)化合并，利用修正摩爾-庫(kù)倫模型，采用實(shí)體單元模擬土體。

(2) 利用線彈性材料，采用面單元模擬盾構(gòu)機(jī)外殼、管片襯砌、南水北調(diào)干渠和倒虹吸結(jié)構(gòu)。

(3) 在盾構(gòu)機(jī)外圍采用壁厚0.5 m的彈性體模擬克泥效工法形成的加固圈，并將該加固圈特性修改為周圍土體來(lái)模擬未采用克泥效工法時(shí)的盾構(gòu)下穿。

(4) 忽略模擬地段線路的豎曲線和平面曲線，將盾構(gòu)隧道區(qū)間簡(jiǎn)化為直線。

(5) 南水北調(diào)干渠內(nèi)水體簡(jiǎn)化為荷載作用于干渠結(jié)構(gòu)，并假定地面無(wú)其他荷載。

另外，模型參數(shù)選取如下：模型中盾構(gòu)管片環(huán)寬、外徑、厚度與實(shí)際保持一致，分別為1.5 m、6.0 m、0.3 m；考慮破裂角影響及隧道埋深，模型長(zhǎng)、寬、高尺寸分別為280 m、200 m、80 m；模型邊界條件由軟件自動(dòng)設(shè)置，底面和四個(gè)側(cè)面全部為約束邊界，頂面為自由邊界。土層、盾構(gòu)機(jī)外殼和管片材料的物理力學(xué)參數(shù)，詳見表2。

表2 土層、盾構(gòu)機(jī)外殼和管片材料的物理力學(xué)參數(shù)

建立的數(shù)值模擬分析計(jì)算模型與南水北調(diào)干渠、倒虹吸結(jié)構(gòu)、盾構(gòu)區(qū)間隧道的空間位置關(guān)系，見圖8。

圖8 數(shù)值模擬分析計(jì)算模型與南水北調(diào)干渠、倒虹吸結(jié)構(gòu)、盾構(gòu)區(qū)間隧道的空間位置關(guān)系

3.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析

3.2.1 是否采用克泥效工法條件下盾構(gòu)隧道下穿干渠時(shí)沉降對(duì)比分析

盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)干渠處于豐水期，出于安全考慮，數(shù)值模擬分析設(shè)定工況為最大設(shè)計(jì)水位7.68 m，并設(shè)定盾構(gòu)管片與南水北調(diào)干渠渠底凈距為2.5D，激活克泥效工法形成的加固圈時(shí)，模擬得到盾構(gòu)區(qū)間隧道雙線通過(guò)后干渠結(jié)構(gòu)和倒虹吸結(jié)構(gòu)的沉降云圖，見圖9和圖10。

圖9 盾構(gòu)區(qū)間隧道雙線通過(guò)后干渠結(jié)構(gòu)的沉降云圖

圖10 盾構(gòu)區(qū)間隧道雙線通過(guò)后倒虹吸結(jié)構(gòu)的沉降云圖

由圖9、圖10可見，盾構(gòu)管片與南水北調(diào)干渠渠底凈距為2.5D且采用克泥效工法時(shí)，盾構(gòu)區(qū)間隧道雙線通過(guò)后，干渠結(jié)構(gòu)最大沉降量為11.26 mm，倒虹吸結(jié)構(gòu)最大沉降量為9.9 mm。

根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果整理得到盾構(gòu)管片與南水北調(diào)干渠渠底凈距為2.5D、是否采用克泥效工法條件下沿盾構(gòu)隧道縱向干渠結(jié)構(gòu)的沉降曲線對(duì)比見圖11，是否采用克泥效工法條件下干渠結(jié)構(gòu)、倒虹吸結(jié)構(gòu)和地表最大沉降量數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比見表3。

圖11 是否采用克泥效工法條件下沿盾構(gòu)隧道縱向干渠結(jié)構(gòu)的沉降曲線對(duì)比

由圖11和表3可知：盾構(gòu)區(qū)間隧道與南水北調(diào)干渠渠底凈距為2.5D并采用克泥效工法時(shí)，數(shù)值模擬計(jì)算得到的干渠與馬道交接處的干渠結(jié)構(gòu)最大沉降量約為6.12 mm，與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的干渠結(jié)構(gòu)最大沉降量5.93 mm較為接近，而數(shù)值模擬計(jì)算得到的地表最大沉降量為9.19 mm，與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的地表最大沉降量9.00 mm較為接近，表明本文建立的數(shù)值模擬分析計(jì)算模型是可靠的。

表3 是否采用克泥效工法條件下干渠結(jié)構(gòu)、倒虹吸結(jié)構(gòu)最和地表大沉降量數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比

根據(jù)上述數(shù)值模擬結(jié)果分析可知：采用克泥效工法條件下，干渠結(jié)構(gòu)最大沉降發(fā)生在干渠底部，其最大沉降量為11.26 mm，地表最大沉降量為9.19 mm，倒虹吸結(jié)構(gòu)最大沉降量為9.90 mm；未采用克泥效工法條件下，干渠結(jié)構(gòu)最大沉降量為14.52 mm，地表最大沉降量為11.72 mm，倒虹吸結(jié)構(gòu)最大沉降量為12.11 mm?？梢?，盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)采用克泥效工法能夠有效減少干渠結(jié)構(gòu)的沉降量，減少幅度為22%，同時(shí)亦能夠有效降低地表沉降量和干渠上部倒虹吸結(jié)構(gòu)的沉降量。

3.2.2 不同凈距條件下盾構(gòu)隧道下穿干渠時(shí)沉降對(duì)比分析

本文通過(guò)建立盾構(gòu)隧道與南水北調(diào)干渠渠底不同凈距條件下盾構(gòu)下穿干渠時(shí)沉降的數(shù)值分析計(jì)算模型，模擬得到不同凈距條件下沿盾構(gòu)隧道縱向干渠結(jié)構(gòu)的沉降曲線，見圖12。

圖12 不同凈距條件下沿盾構(gòu)隧道縱向干渠結(jié)構(gòu)的沉降曲線對(duì)比

由圖12可知，采用克泥效工法的條件下，盾構(gòu)隧道與南水北調(diào)干渠渠底凈距為3.0D、2.5D、2.0D、1.5D、1.0D時(shí)，干渠渠底最大沉降量分別為9.86 mm、11.26 mm、13.81 mm、16.89 mm、21.17 mm。

根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果整理得到干渠底部、地表、倒虹吸結(jié)構(gòu)最大沉降量隨凈距的變化曲線，見圖13。

圖13 干渠底部、地表、倒虹吸結(jié)構(gòu)最大沉降量隨凈距的變化曲線

由圖13可見，隨著盾構(gòu)隧道與南水北調(diào)干渠渠底的凈距越來(lái)越接近，干渠底部、地表和倒虹吸結(jié)構(gòu)的最大沉降量逐漸增大，且隨著凈距的減少，最大沉降量的增大幅度逐漸提高。按前述15 mm的沉降量控制標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量(見表1)，采用克泥效工法的條件下，盾構(gòu)隧道與南水北調(diào)干渠渠底凈距在保證不小于2.0D時(shí)，干渠底部最大沉降量為13.81 mm，滿足沉降控制標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4 結(jié)論與建議

本文通過(guò)對(duì)地鐵盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)沉降現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果的分析，對(duì)干渠結(jié)構(gòu)、地表和倒虹吸結(jié)構(gòu)的沉降控制進(jìn)行了研究，得到如下結(jié)論：

(1) 盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠時(shí)，干渠結(jié)構(gòu)最大沉降發(fā)生在干渠底部，在盾構(gòu)隧道與干渠渠底凈距為2.5D(D為盾構(gòu)隧道外徑)并采用克泥效工法時(shí)，干渠底部的最大沉降量為11.26 mm，而未采用克泥效工法時(shí)，干渠底部的最大沉降量為14.52 mm，表明采用克泥效工法能夠有效減少干渠結(jié)構(gòu)的沉降量，減少幅度為22%，同時(shí)可有效降低地表和倒虹吸結(jié)構(gòu)的沉降量。

(2) 隨著盾構(gòu)隧道與南水北調(diào)干渠渠底的距離越來(lái)越接近，干渠底部、地表和倒虹吸結(jié)構(gòu)的沉降量逐漸增大，且隨著盾構(gòu)隧道與南水北調(diào)干渠渠底凈距的減少，其沉降量的增大幅度逐漸提高。

(3) 采用克泥效工法的條件下，盾構(gòu)隧道與南水北調(diào)干渠渠底凈距不少于2.0D時(shí)，能夠保證干渠底部的沉降量不大于15 mm。

本文的結(jié)論主要基于沉降現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬分析結(jié)果，但鑒于數(shù)值分析計(jì)算模型與實(shí)際情況有一定的出入，同類工程下穿南水北調(diào)干渠時(shí)，沉降的控制標(biāo)準(zhǔn)及控制措施等都需要做進(jìn)一步的研究。