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        盾構(gòu)隧道下穿市政橋梁的施工影響數(shù)值分析

        2014-07-05 02:58:54傅雅莉
        城市軌道交通研究 2014年7期
        關(guān)鍵詞:石拱橋盾構(gòu)橋梁

        傅雅莉

        (廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司,510010,廣州∥工程師)

        地鐵建設(shè)過程中對城市已有建構(gòu)筑物的影響,尤其是隧道掘進過程中對周邊重要建構(gòu)筑物的影響,為各方所關(guān)注和重視。如何預(yù)先判斷此種影響,將是決定工程成敗的關(guān)鍵因素之一。本文以南昌市軌道交通1號線下穿彭家橋(拱橋)為例,采用數(shù)值分析方法對盾構(gòu)隧道下穿拱橋產(chǎn)生的影響進行預(yù)判,從而為施工措施的采用提供科學(xué)依據(jù)。

        1 工程概況

        1.1 彭家橋概況

        南昌市軌道交通1號線彭家橋站—師大南路站盾構(gòu)區(qū)間在里程XK18+097.923~XK18+036.373段下穿玉帶河南側(cè)。玉帶河由南向北,河寬50 m左右,河床標(biāo)高14.85 m,水深約1.5 m。

        彭家橋位于南昌市北京西路,跨越玉帶河,處于市中心地段,是南昌市主要干道之一。其上部構(gòu)造由2跨12 m鋼筋混凝土板拱及紅巖石材料砌筑而成的實腹式拱橋組成,石拱橋與鋼筋混凝土板拱設(shè)有分隔帶;下部構(gòu)造板拱橋為鋼筋混凝土墩臺,石拱橋為漿砌塊石墩臺(見圖1)。該橋分兩期建成,前期石拱橋建于20世紀(jì)50年代末期,后期鋼筋混凝土板拱橋建成于21世紀(jì)初期,是石拱橋兩側(cè)的拓寬部分,為獨立橋臺。

        圖1 彭家橋?qū)嵕?/p>

        擬建南昌市軌道交通1號線師大南路站—彭家橋站區(qū)間盾構(gòu)隧道沿北京西路下穿彭家橋,線路與道路方向基本平行。橋墩基礎(chǔ)底面標(biāo)高為12.2 m,與盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)頂部最小間距為4.7 m。盾構(gòu)隧道與彭家橋平面相對關(guān)系示意圖見圖2,縱橫面位置關(guān)系見圖3及圖4。

        從擬建隧道與既有彭家橋空間位置關(guān)系可知,盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)與橋梁基礎(chǔ)之間最小間距為4.7 m,屬于近接施工,盾構(gòu)隧道施工對既有橋梁的影響不可忽略。

        圖2 彭家橋與盾構(gòu)隧道平面圖

        1.2 地質(zhì)條件

        盾構(gòu)在XK18+108.0處開始下穿彭家橋,穿越長度約55.44 m。該處地層從上到下分別為雜填土、粉質(zhì)黏土、細砂、粗砂、圓礫、卵石、強風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖。

        鑒于盾構(gòu)隧道下穿區(qū)域的地質(zhì)情況,其具有以下工程地質(zhì)特性:

        (1)隧道所處圓礫、礫砂地層均屬透水性強的松散砂礫石層,盾構(gòu)掘進過程中地下水易將細粒組份帶出,引起開挖面失穩(wěn)和地面下沉。

        圖3 彭家橋與盾構(gòu)隧道縱面圖

        圖4 彭家橋與盾構(gòu)隧道橫面圖

        (2)橋梁基礎(chǔ)及盾構(gòu)隧道均處于透水性強地層,其力學(xué)性質(zhì)有明顯的觸變性和流動性,加之玉帶河水頭較高,在水動力的作用下可能產(chǎn)生管涌、流砂現(xiàn)象。

        綜上,下穿玉帶河及彭家橋區(qū)域圍巖穩(wěn)定性較差,容易坍塌、變形;地層透水性強,在盾構(gòu)施工中易引起涌水、突水現(xiàn)象,影響施工安全;地層擾動威脅上部既有橋梁運營及結(jié)構(gòu)安全。

        2 數(shù)值分析

        2.1 數(shù)值模型

        以南昌市軌道交通1號線師大南路站—彭家橋站區(qū)間盾構(gòu)隧道下穿彭家橋為背景,依據(jù)現(xiàn)場實際條件,從最不利角度考慮,采用FLAC 3D軟件對盾構(gòu)隧道掘進進行模擬。

        根據(jù)彈塑性力學(xué)圣維南原理,模型范圍取3~5倍洞徑,故模型尺寸為:橫向70 m,豎向頂部取至地表,共35 m,縱向(隧道掘進方向)長60 m。模型中,土層采用實體單元模擬,選用Mohr-Coulomb本構(gòu)模型;橋梁結(jié)構(gòu)、墩臺基礎(chǔ)及管片等采用實體單元模擬,選用各向同性彈性本構(gòu)模型。

        模型的邊界條件為:橫向兩邊x方向水平約束,縱向y方向水平約束,底部z方向豎向約束,上表面自由。三維模型如圖5~7所示。

        2.2 計算參數(shù)

        圍巖力學(xué)、支護結(jié)構(gòu)等參數(shù)均根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計文件、巖土勘察報告及《巖土工程勘察規(guī)范》選取。彭家橋老橋為20世紀(jì)50年代修建的石拱橋,未能找到設(shè)計資料,也未進行相關(guān)材料力學(xué)參數(shù)試驗,故參考相關(guān)規(guī)范及文獻資料,石拱橋簡化成各向同性的均質(zhì)材料,材料物理力學(xué)參數(shù)根據(jù)同類工程進行參考取值;新橋為混凝土拱橋,也等效為各向同性材料,參數(shù)按相應(yīng)等級鋼筋混凝土取值;老橋和新橋的填料相同。具體計算參數(shù)如表1~3所示。

        圖5 三維計算模型圖

        圖6 盾構(gòu)隧道與橋梁結(jié)構(gòu)模型圖

        圖7 三維模型網(wǎng)格劃分

        2.3 計算相關(guān)假定

        2.3.1 計算荷載

        計算中主要考慮恒載和可變荷載。其中,恒載主要為重力荷載;可變荷載則主要考慮既有橋梁上的汽車荷載。

        表1 地層參數(shù)

        表2 地鐵區(qū)間隧道支護結(jié)構(gòu)計算參數(shù)

        表3 彭家橋計算參數(shù)

        由于未收集到彭家橋設(shè)計、施工、竣工圖紙等相關(guān)技術(shù)資料,故該橋原設(shè)計荷載等級無法確定。根據(jù)該橋所處地理位置和道路屬性,確定彭家橋石拱橋以CJJ 11—2011《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》和JTG D60—2004《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》規(guī)定的城市橋梁荷載城-A級進行計算,新橋(混凝土拱橋)以滿人群荷載進行計算;盾構(gòu)下穿期間進行交通管制,故不考慮沖擊荷載。該橋荷載標(biāo)準(zhǔn)值如表4所示。

        表4 橋梁荷載計算

        2.3.2 計算工況

        盾構(gòu)隧道與彭家橋基礎(chǔ)底部間距小于1倍洞徑,盾構(gòu)施工對橋梁結(jié)構(gòu)有一定影響。為全面評價盾構(gòu)隧道施工對彭家橋結(jié)構(gòu)的影響,根據(jù)目前掌握的資料和擬采取的方案,彭家橋在盾構(gòu)隧道下穿施工時,主要考慮以下兩種工況:

        工況一:彭家橋保持現(xiàn)有運營狀態(tài);

        工況二:彭家橋石拱橋機動車道封閉,改后期擴建的非機動車道為機動車道。

        2.3.3 盾構(gòu)施工過程動態(tài)模擬

        計算中對同步注漿加固作適當(dāng)簡化,盡可能真實模擬實際施工過程。具體為采用提高土體力學(xué)參數(shù)的方法模擬盾尾同步注漿加固效果。

        對盾構(gòu)施工步序進行了精細化模擬。施工工序模擬過程為:首先掌子面施加頂進壓力,盾殼支撐上覆土壓力,待盾尾脫離后激活管片單元,并在盾尾上部土層表面施加同步注漿壓力,下部施加0.5倍的上部注漿壓力,上、下行隧道前后錯開開挖。

        2.4 計算結(jié)果及分析

        2.4.1 地層變形分析

        盾構(gòu)隧道施工對地層的擾動主要以沉降為主,本文對地層的豎向位移(沉降)進行分析。圖8~9分別為工況一、工況二在不同施工階段的豎向位移云圖。

        由圖8、9可以得到:

        (1)盾構(gòu)隧道施工過程中,地層受擾動影響較大,引起地表不均勻沉降也較大。盾構(gòu)隧道穿越地層主要為礫沙、圓礫等沙性地層,圍巖穩(wěn)定性差,自穩(wěn)能力差,易引起地層變形。

        (2)沉降量最大區(qū)域主要集中在隧道拱頂上方一定區(qū)域,工況一和工況二的最大豎向位移分別達58.4 mm和62.5 mm。另外,受橋梁上部荷載作用,橋梁墩臺附近區(qū)域豎向位移也較大。

        (3)工況一與工況二的不同之處僅在于橋梁荷載作用的位置不一樣。從兩種工況的對比分析可知,橋梁承受荷載對地層位移的影響有限,地層變形主要受盾構(gòu)隧道施工的影響。

        圖8 左線施工完成時的豎向位移云圖

        2.4.2 既有橋梁結(jié)構(gòu)變形分析

        既有橋梁主橋為20世紀(jì)50年代修建的石拱橋,擴建新橋為混凝土板拱橋。盾構(gòu)隧道下穿施工引起地層擾動,進而引起橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生位移。

        2.4.2.1 整體變形分析

        由橋梁豎向位移云圖(圖10~11)可以看出,盾構(gòu)隧道下穿施工對上部既有橋梁的影響不可忽視;橋梁最大豎向位移主要發(fā)生在盾構(gòu)隧道上方一定范圍內(nèi),工況一和工況二的最大位移值分別約57.4 mm和50.7 mm;橋梁結(jié)構(gòu)在縱向及橫向出現(xiàn)不均勻沉降。

        2.4.2.2 縱向變形分析

        為分析盾構(gòu)施工引起上部既有橋梁的縱向變形,沿道路軸向(基本與隧道軸向平行)布設(shè)5條測線,(見圖12),在橫斷面上從左至右依次記為C1、C2、C3、C4、C5。其中,C1 和 C5 分別為兩邊非機動車道的中線,C2~C4依次為隧道左線軸線、主車道中心線和隧道右線軸線。選取左線隧道開挖至橋梁結(jié)構(gòu)中部橋墩正下方位置(Y=30.0 m)進行分析。

        圖9 右線施工完成時的豎向位移云圖

        圖10 工況一橋梁豎向位移云圖

        圖11 工況二橋梁豎向位移云圖

        圖12 縱向變形測線布置示意圖

        圖13 沿軸向橋梁沉降曲線

        圖13為沿軸向橋梁沉降曲線,可以得出,盾構(gòu)隧道施工會引起既有橋梁結(jié)構(gòu)沉降變形:在隧道軸向方向上,盾構(gòu)隧道施工開挖面前方(1.0~2.0)D(D為盾構(gòu)隧道外徑)范圍內(nèi)橋梁結(jié)構(gòu)變形相對較小;開挖面后方2.0D范圍內(nèi)為主要影響區(qū),橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生較大沉降變形;開挖面后方2.0D范圍外橋梁結(jié)構(gòu)變形趨于緩和。施工期間,既有橋梁的運營交通荷載對橋梁沉降變形也有一定的影響,全橋運營時(工況一)石拱橋與新橋的沉降差值要大于封閉石拱橋運營時(工況二)石拱橋與新橋的沉降差。

        2.4.2.3 橫向變形分析

        橋梁橫向沉降變形主要指垂直于道路軸向的方向上橋梁結(jié)構(gòu)的變形,它影響橋梁上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的受力及安全。

        選取橋梁結(jié)構(gòu)的跨中位置和中部橋墩中線位置進行分析。共有6條測線,分別記為h1、h2、h3、h4、h5、h6。其中,h1~h3分別為混凝土拱橋(隧道靠近側(cè))、石拱橋和混凝土拱橋跨中位置,h4~h6為中部橋墩中線位置。以隧道左線掘進至橋梁中部位置(Y=30.0 m)為例,將提取結(jié)果繪制成圖,如圖14~15所示??梢钥闯?,盾構(gòu)隧道施工對上部橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,工況二相比工況一的橫向變形量要小些。

        圖14 橋梁橫向沉降變形圖(工況一)

        圖15 橋梁橫向沉降變形圖(工況二)

        2.4.3 墩臺基礎(chǔ)沉降分析

        選取石拱橋和混凝土拱橋的橋臺和中部橋墩基礎(chǔ)底部的特征點進行分析。其中,混凝土拱橋每個部位只選擇1個點(中心位置),而石拱橋選取3個點(兩側(cè)各1個,中部1個)。計算得到基礎(chǔ)不均勻沉降值及相鄰基礎(chǔ)沉降差,如表5所示。

        從表5可以看出,基礎(chǔ)不均勻沉降最大值發(fā)生在兩側(cè)橋臺位置,其值在工況一和工況二時均超過5 mm;相鄰基礎(chǔ)沉降差的最大值約為32 mm,主要發(fā)生在橋墩和橋臺之間。

        表5 基礎(chǔ)沉降計算表 mm

        3 結(jié)語

        由數(shù)值分析知,彭家橋橋臺基礎(chǔ)不均勻沉降最大值為14 mm,發(fā)生在兩側(cè)橋臺位置;相鄰基礎(chǔ)沉降差最大值為32 mm;最大地表豎向位移約57.4 mm。盡管目前尚無明確的石拱橋變形控制值,但鑒于石拱橋抗壓不抗拉,石拱橋的變形控制遠比地表沉降控制嚴(yán)格。另外,盾構(gòu)穿越彭家橋時,即使封閉中間主橋,沉降也很大,施工風(fēng)險還是很大的。因此,必須對橋梁采取加固措施,并且在施工期間封閉石拱橋,做好監(jiān)測措施和應(yīng)急預(yù)案,以確保施工和路面交通安全。

        [1]竺維彬,鞠世健.復(fù)合地層中的盾構(gòu)施工技術(shù)[M].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2006.

        [2]竺維彬,鞠世健.廣州地鐵三號線盾構(gòu)隧道工程施工技術(shù)研究[M].廣州:暨南大學(xué)出版社,2007.

        [3]林世友.廣佛1標(biāo)土壓平衡盾構(gòu)機過砂層掘進技術(shù)總結(jié)[R].廣州:廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司,2009.

        [4]GB 50157—2003地鐵設(shè)計規(guī)范[S].

        [5]朱逢斌,楊平,Ong C W.盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基影響數(shù)值分析[J].巖土工程學(xué)報,2008(2):298.

        [6]朱合華,張子新,廖少明.地下建筑結(jié)構(gòu)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.

        [7]楊平,朱逢斌.城市隧道施工對鄰近單樁工作性狀影響研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),2006(增):234.

        [8]張鳳翔,朱合華,傅德明.盾構(gòu)隧道[M].北京:人民交通出版社,2004.

        [9]趙旭偉,談晶,于清浩.砂卵石地層盾構(gòu)推進對地表沉降影響數(shù)值分析[J].城市軌道交通研究,2012(4):33.

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