莞惠城际铁路大断面矿山法隧道下穿高层建筑的影响分析

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1、·设计方法与实践·莞惠城际铁路大断面矿山法隧道下穿高层建筑的影响分析赵巧兰，邬泽(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京100055)摘要:东莞至惠州城际轨道交通项目新客运南站—西湖站区间矿山法隧道下穿一城!景4栋商住一体化高层建筑，隧道复合式衬砌断面宽9.468m、高10.450m，下穿段隧道埋深15～21m，隧道穿越地层主要为强、弱风化花岗闪长岩层。建立隧道下穿高层建筑的三维和二维有限元模型，分析不同开挖方法和辅助措施组合情况下隧道开挖对高层建筑的影响程度，最终提出适宜本工程并具推广价值的实施方案。关键词:矿山法隧道;下穿施工;高层建筑;管棚预支护;地基加固中图分类号:U45

2、5文献标识码:A文章编号:1004－2954(2012)S－0060－06倾覆砂浆锚杆，锚杆设计长度为入强风化岩12m、入1工程背景中风化岩6m，锚杆底至隧道顶最小净距约1.3m。该东莞至惠州城际轨道交通项目新客运南站至西湖区段隧道埋深15～20m，即从A栋到D栋方向埋深越站区间隧道位于广东省惠州市，隧道全长2655.59m，来越小。采用矿山法施工。隧道在距新客运南站北端约18m1.2地质情况处开始近距离下穿一城!景高层建筑，在此对隧道下隧道所在位置为丘间谷地地貌，地形相对平缓、开穿对高层建筑的影响进行分析研究。阔。上覆地层为燕山晚期全、强风化花岗闪长岩，下伏1.1线位关系燕

3、山晚期弱风化花岗闪长岩，基岩面起伏较大，强风化区间隧道右线在GDK95+095～GDK95+270段下穿岩层内节理裂隙发育，岩石破碎。隧道洞身主要穿越一城!景A、B、C、D栋住宅，左线隧道下穿C、D栋住强、弱风化花岗闪长岩地层。勘察期间地下水位埋深宅，近距离侧穿A、B栋住宅。此段区间为南北走向，线2.5～14.0m，水量较丰富，无腐蚀性。隧道下穿建筑间距18.56m，区间南端紧接新客运南站，区间西侧为仲物段地质情况见图2。恺大道，区间东侧为一城!景其他栋高层建筑。区间隧道与一城!景各栋建筑物的相对位置关系见图1。图2隧道下穿建筑物段地质纵断面图1隧道与建筑物相对位置关系1.3

4、工程特点(1)地质情况复杂一城!景A、B、C、D栋高层建筑均为框架—剪力隧道下穿建筑物段地下水位高，岩面起伏变化较墙结构，其中A栋为24层结构、B、C、D栋为15～大，岩层倾斜，风化严重，节理裂隙较为发育，整体性较17层结构，地面两层为商业区，3层为空中花园，3层差。隧道开挖断面范围内地层上软下硬或隧道拱顶位以上为住宅。建筑物采用柱下独立基础，基础间采用于强、弱风化岩层分界面处，而全、强风化花岗闪长岩基础梁连接，基础埋深1～2m，基础下设置22mm抗遇水软化崩解的特性则进一步加大了施工难度。(2)穿越距离近收稿日期:2012－09－15作者简介:赵巧兰(1972—)，女，高

5、级工程师，1994年毕业于兰州铁道隧道近距离穿越建筑群。右线隧道从B、C和D学院铁道工程专业，工学学士，E-mail:zhao_ql@126．com。栋建筑正下方穿过，同时下穿A栋建筑西南角;左线60铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2012(增刊)赵巧兰，邬泽—莞惠城际铁路大断面矿山法隧道下穿高层建筑的影响分析·设计方法与实践·隧道下穿C、D栋住宅，近距侧穿A、B栋住宅。建筑物层建筑安全性的影响。采用柱下独立基础，基础间采用基础梁连接，基础下设(3)为保证施工过程中高层建筑及隧道自身结构有抗倾覆砂浆锚杆，隧道顶距离锚杆底部很近，最小距的安全性，对不同的开

6、挖方法和辅助措施进行研究，最离仅有1.3m，隧道开挖势必会对锚杆周边地层产生终提出适宜本工程的实施方案。扰动，进而对锚杆的抗拔能力造成一定影响。3隧道下穿高层建筑的数值分析(3)建筑物基础整体性差高层建筑的基础为0.8～1.2m厚的柱下独立基采用adina软件进行数值模拟计算。选择最不利础，基础间采用基础梁连接，基础本身的整体性较差，工况———隧道下穿D栋和E栋位置进行三维与二维结构对差异沉降很敏感。有限元仿真分析。(4)穿越范围大、不对称三维有限元模型主要用于分析隧道施工过程中施从A栋到D栋，右线隧道下穿距离将近200m，容作大管棚辅助措施前后高层建筑的沉降规律、量值大易形

7、成连续的下沉区，且隧道下穿位置偏各栋高层建小和建筑物内力变化情况。筑的西侧，加上左线隧道施工的影响，隧道施工对各栋由于三维计算非常费时，不利于多种工况的对比高层建筑的影响是不对称的，容易导致差异沉降。研究，因此在采用三维计算分析建筑物沉降和内力变(5)矿山法施工扰动大化规律的基础上，二维有限元模型主要是用于分析不根据地层条件，隧道下穿建筑物段采用矿山法施同开挖方法和辅助措施组合工况下隧道和建筑物周围工，因隧道洞身大部分位于弱风化花岗闪长岩地层，需地层塑形区的分布情况。采用爆破开挖，爆破施工在加大对周边地