小间距盾构隧道相互影响的数值分析.pdf

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1、王新:小间距盾构隧道相互影响的数值分析123DOI:10.13905/j.enki.dwjz.2015.08.046小间距盾构隧道相互影响的数值分析王新(上海市城市建设设计研究总院,上海200125)【摘要】双线盾构隧道施工时,小间距使得先后施工的隧道存在相互影响。结合上海虹梅南路越江隧道工程,对闵行工作井小间距段建立了数值模型。通过考虑有无土体加固、钻孔桩隔离等处理措施,对小间距隧道相互影响情况进行分析。通过分析总结出:隧道周边土体加固,能够有效减少施工的相互影响;钻孔灌注桩或连续墙等隔离措施,能够明显减

2、小后建隧道盾构施工对先建隧道的影响。若不采取任何加固措施,隧道直径变形较大,施工相互影响较为明显;当净间距超过8.6m(0.6D)时,施工相互影响较微弱,可不采取加固或隔离措施。【关键词】小间距;盾构隧道;相互影响;数值分析【中图分类号】U541【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2015)08—0123—04近年来,我国大断面水下道路隧道蓬勃发展。目虹梅南路一金海路通道工程越江段北起永德路,前,国内外此类隧道多采用盾构法施工。盾构在江河沿虹梅南路、紫星路向南下穿黄浦江接入奉贤区规划的一端工作井

3、始发通过水下掘进到达对岸工作井,完金海路。其中圆形隧道为双管单层布置,双向6车道,成过江(河)段施工。但受两岸接线条件限制,双线隧外径14.5m,内径13.3m,环宽2.0m,设计车速60km/道在邻近工作井区域线位较近,易形成小间距隧道。h。现行上海市《道路隧道设计规范》规定:盾构法平行隧圆隧道施工顺序为:盾构首先于奉贤工作井始发,道净距不宜小于1D(D为结构外径),近工作井区段可沿西线隧道线位向北推进,到达闵行工作井后调头,再逐步减小,但最小不宜小于0.6D⋯。原则上当水平净沿东线隧道线位向奉贤工作井掘

4、进,最后于奉贤工作距小于0.6D时,设计中应考虑小间距施工的相互影井接收,圆隧道施工完毕。隧道在进出闵行工作井处响。小间距双线隧道施工的相互影响主要有:①先建水平最小净距为5m(0.34D),属小间距隧道。隧道造成的地层扰动对后建隧道的影响;②后建隧道为减小后建隧道对先建隧道的影响,工作井洞口造成的地层扰动对已建隧道的影响;③后建隧道盾构11m范围内进行深层搅拌桩加固,洞口11m范围以外掘进对先建隧道的影响;④后建隧道同步注浆对先建至隧道间净距8.6m(0.6D)隧道中间打设+800@1000隧道影响。上述

5、影响处理不当易出现隧道结构变形过钻孔灌注桩,桩进入隧道底2~4m,桩长约28m,加固大、管片受损、螺栓断裂、防水失效、轴线偏离等一系列范围长度为48m。加固平面见图1。质量问题。目前,国内学者对小间距盾构隧道的相互影响更加重视。林志等对外径11m最小间距6.5m的上海复兴东路越江隧道进行施工监测,分析了隧道内力、土体变形、接触压力等随工程施工的变化规律。陈建峰等对上海某外径11.36m间距5.2m的盾构隧道进行了实测分析,数据表明后建隧道施工使先建隧道图1小l司距隧遭段平面图产生侧移达13ram。由此可见,

6、小间距隧道盾构施工1.2地质条件相互影响不容忽视。此外,部分学者运用数值手段对场地为正常沉积区,场地地基土主要由饱和粘性小间距隧道的相互影响进行了分析J。土、粉性土和砂土组成。土层由上至下为:①填土、②为减少后建隧道施工对先建隧道的影响,通常有褐黄色粉质粘土、②灰黄色粉质粘土、③灰色淤泥质土体加固、隔离桩或隔离墙等方法。本文借助数值手粉质粘土、④灰色淤泥质粘土、⑤...灰色粘土、⑥暗绿段,结合上海虹梅南路隧道工程,对小间距盾构隧道~草黄色粉质粘土、⑦草黄色粘质粉土夹粉质粘有、无隔离措施情况下的相互影响进行分

7、析,为相似工程施工提供借鉴。土、⑦一草黄~灰黄色砂质粉土、⑧灰色粉质粘土。1工程概况及地质条件各土层物理力学性质详见表1。1.1工程概况场地浅部地下水属潜水类型,潜水位动态变化主124低温建筑技术2015年第8期(总第206期)要受控于大气降水、地面蒸发及地表水的补给与调节,主要补给来源为大气降水、黄浦江和周边河道。潜水位埋深一般为地表下0.3~1.5m,年平均地下水位为地表下0.5~0.7m,设计高水位0.5m、低水位1.5m。表1地层物理力学性质参数图2有限兀模型②②z③④⑤-一。⑥⑦。一⑦⑧试目(3)

8、模拟东线隧道施工。激活东线隧道衬砌,冻结隧道内土体模拟开挖,并将东线隧道内设置成排干水状态。3相互影响分析为了便于分析隧道间的相互影响,现假定两隧道在90。处为近接面,水平位移以东线隧道方向为正,竖变形模量E/MPa11.7—8.45.912.418.729.2—37.4向位移以隆起为正。隧道角度划分和位移正负方向假定如图3所示。止正一2数值模型/I\zo。—西~j909o‘—东纡’-{2。2.1模型建立结合工程

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