章玉偉

(成都中鐵隆工程有限公司，四川成都610051)

1 工程概況

某市政工程金穗路隧道位于城市中軸線與金穗路相交處的華夏路至冼村路段，東西走向。擬建的金穗南、北掉頭隧道分別位于已建金穗路隧道南北兩側(cè)，與金穗路隧道結(jié)構(gòu)凈距為3m，其結(jié)構(gòu)底面最低處僅高于已建金穗路隧道結(jié)構(gòu)底板28cm。擬建隧道基坑施工分別采用放坡開挖、土釘墻支護(hù)、支護(hù)樁+錨索等支護(hù)方案。

基坑開挖施工過(guò)程中，由于金穗路隧道兩側(cè)基坑的不均衡開挖，土壓偏載可能會(huì)出現(xiàn)既有金穗路隧道變位和受力不同于原設(shè)計(jì)的情況。為了在施工之前了解這種影響的大小，評(píng)價(jià)既有結(jié)構(gòu)的安全性及應(yīng)采取的施工對(duì)策，同時(shí)為現(xiàn)場(chǎng)管理提供基準(zhǔn)和依據(jù)，對(duì)基坑開挖過(guò)程中的金穗路隧道結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移進(jìn)行分析。用既有金穗路隧道的容許位移、結(jié)構(gòu)具備的強(qiáng)度、裂縫寬度為標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)計(jì)算，確定不對(duì)稱開挖分塊高度、長(zhǎng)度等參數(shù)，作為施工控制標(biāo)準(zhǔn)。

2 模型簡(jiǎn)述

計(jì)算分別按金穗路隧道側(cè)墻全高度差異土層開挖(下稱工況一)、半高度差異土層開挖(下稱工況二)以及2.5m高度差異開挖(下稱工況三)三種情況，相應(yīng)地按不同的開挖高度取不同的水壓力，計(jì)算每個(gè)工況下既有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力、位移，驗(yàn)算其截面承載力和裂縫寬度，最終得出基坑不對(duì)稱開挖的控制開挖高度。

計(jì)算中考慮的荷載有土壓力(靜止土壓力)、水壓力、結(jié)構(gòu)自重，計(jì)算地層參數(shù)取自巖土工程勘察報(bào)告。3D網(wǎng)格劃分見圖1。

模型的計(jì)算工況簡(jiǎn)圖見圖2。

3 計(jì)算結(jié)果及分析

三種開挖工況產(chǎn)生的彎矩見圖3。

利用以上三種工況的計(jì)算結(jié)果，按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D62－2004)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)截面承載力和裂縫寬度。計(jì)算結(jié)果表明:幾種工況正截面抗彎承載能力、斜截面抗剪承載能力驗(yàn)算均能滿足要求。若兩側(cè)基坑全高不均衡開挖時(shí)，金穗路隧道結(jié)構(gòu)將可能出現(xiàn)超出容許值的裂縫(0.224mm)，并產(chǎn)生10mm的水平位移值;若半高不均衡開挖時(shí)，隧道結(jié)構(gòu)將可能出現(xiàn)超出容許值的裂縫(0.205mm);若不均衡開挖不超過(guò)2.5m時(shí)，隧道結(jié)構(gòu)裂縫(0.194mm)和位移值可滿足要求。

圖1 3D模型網(wǎng)格(單元4610個(gè)，節(jié)點(diǎn)13572個(gè))

圖2 各工況計(jì)算簡(jiǎn)圖

4 結(jié)論和建議

(1)擬建掉頭車道基坑南北兩側(cè)應(yīng)同時(shí)開挖，兩側(cè)不均衡挖土深度不能超過(guò)1.5m，縱向長(zhǎng)度不能超過(guò)25m。并應(yīng)嚴(yán)格限制每次基坑開挖不得跨過(guò)已建金穗路隧道變形縫位置。

圖3 三種開挖工況的彎矩圖

(2)應(yīng)制訂合理的施工措施，確保已建金穗路隧道不會(huì)因兩側(cè)基坑開挖卸載產(chǎn)生過(guò)大的不均衡水平側(cè)壓力。

(3)施工期間不得大量抽水，并不得在單側(cè)基坑急劇降水。同時(shí)施工期間應(yīng)準(zhǔn)備足夠的抽水設(shè)備，不得讓基坑淹水。

(4)不能挖卸金穗路隧道頂部的原有土體，以保證隧道有足夠抗浮和抗滑移。若施工需要卸去隧道頂部土體，則必須采取相應(yīng)措施保證隧道有足夠抗浮和抗滑移。

(5)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)金穗路隧道沉降及水平位移的監(jiān)測(cè)，在施工期間按規(guī)范要求的頻度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。并應(yīng)制定應(yīng)急措施，以確保在施工期間既有隧道的正常運(yùn)營(yíng)。

[1]仇文革．地下工程近接施工力學(xué)原理對(duì)策的研究[D］．西南交通大學(xué)，2003

[2]姚燕明，周順華，陳力．深基坑開挖對(duì)既有地鐵車站影響的計(jì)算模式分析[J］．建筑結(jié)構(gòu)，2003(10):57－59

[3]付?。臉钦臼┕?duì)既有南北向道路隧道的影響分析[J］．隧道建設(shè)，2003(4):4－44，48