于超中鐵四院集團(tuán)廣州設(shè)計(jì)院有限公司 廣東 廣州 510030

正文：

近年來(lái)，隨著城市軌道交通的迅速發(fā)展，盾構(gòu)隧道在施工中常遇到各種下穿情形，下穿工程最核心的問(wèn)題就是變形控制。

在盾構(gòu)隧道下穿高速鐵路橋梁時(shí)，由于高速鐵路行車(chē)速度高，對(duì)無(wú)砟軌道的變形控制要求極為苛刻。但軌道平順性的變化難以被精準(zhǔn)計(jì)算，一般可通過(guò)控制橋梁墩臺(tái)的水平位移及沉降來(lái)反映施工過(guò)程對(duì)橋梁、軌道結(jié)構(gòu)的影響。

1 工程概況

廣州地鐵某號(hào)線某區(qū)間全長(zhǎng)約7.5km，為雙洞單線隧道，線間距8.2m，隧道外徑8.0m，管片采用C50鋼筋混凝土，厚0.4m，每節(jié)長(zhǎng)1.6m。該區(qū)間下穿某高鐵特大橋，橋梁中心線與地鐵線路夾角為30度，下穿處隧道埋深約30m。

高鐵橋梁為350km/h的雙線無(wú)砟軌道連續(xù)梁橋，線間距為5m。墩臺(tái)基礎(chǔ)采用C30鉆孔灌注樁，下穿處連續(xù)梁主跨為110m。橋梁樁基采用11φ2.0m鉆孔樁。1#墩臺(tái)下方樁長(zhǎng)60m，2#墩臺(tái)下方樁長(zhǎng)65m，樁底均位于微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。

地鐵左線距高鐵橋梁1#墩臺(tái)樁基凈距為12m，地鐵右線距高鐵橋梁1#墩臺(tái)樁基凈距為6m。

2 控制標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《公路與市政工程下穿高速鐵路技術(shù)規(guī)程》（TB 10182-2017），市政隧道下穿運(yùn)營(yíng)高速鐵路橋梁時(shí)，橋梁墩臺(tái)水平、橫向、豎直位移按照2mm控制。

3 數(shù)值模擬

計(jì)算采用Midas GTS NX 建立整體三維有限元模型進(jìn)行計(jì)算分析。

圖2 數(shù)值模擬模型圖

3.1 計(jì)算模型及參數(shù)

本項(xiàng)目采用彈塑性本構(gòu) “修正-莫爾庫(kù)侖”模型，巖土及結(jié)果基本參數(shù)如下表：

表1 各土層物理力學(xué)參數(shù)表

3.2 工況設(shè)置

本項(xiàng)目模擬過(guò)程的施工工況設(shè)置如下：

1）初始地應(yīng)力平衡；2）高速鐵路橋梁施作；3）位移清零；

4）右線先行開(kāi)挖；5）待右線管片施作完成后，左線再開(kāi)挖。

3.3 計(jì)算結(jié)果

結(jié)果表明，地鐵右線開(kāi)挖至2#橋樁下方時(shí)，1#墩臺(tái)X向水平位移位為0.69mm，Y向水平位移位為1.15mm，Z向豎直位移位為-0.06mm；2#墩臺(tái)X向水平位移位為-0.72mm，Y向水平位移位為-0.38mm，Z向豎直位移位為-0.08mm。

地鐵左線開(kāi)挖至2#橋樁下方時(shí)，1#墩臺(tái)X向水平位移位為0.86mm，Y向水平位移位為1.46mm，Z向豎直位移位為-0.11mm；2#墩臺(tái)X向水平位移位為-1.05mm，Y向水平位移位為-1.53mm，Z向豎直位移位為-0.10mm。

地鐵隧道雙向開(kāi)挖后，1#、2#橋梁墩臺(tái)水平、橫向、數(shù)值位移均小于2mm，滿足規(guī)范要求。

圖3 右線開(kāi)挖至橋樁處1#墩臺(tái)X、 Y、Z向變形

圖4 左線開(kāi)挖至橋樁處1#墩臺(tái)X、 Y、Z向變形

4 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目數(shù)值模擬結(jié)果雖然滿足規(guī)范要求，但未避免施工過(guò)程中各種不可預(yù)期因素的影響，隧道正式下穿前，還應(yīng)在同類地質(zhì)下設(shè)置試驗(yàn)段，下穿過(guò)程中盾構(gòu)不得停機(jī)。且要做好施工中的監(jiān)控量測(cè)，并與鐵路部門(mén)密切配合，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理，確保鐵路運(yùn)營(yíng)安全。