文档介绍：地铁隧道开挖对邻近桥梁桩基的影响研究
地铁隧道开挖对邻近桥梁桩基的影响研究
摘要:以重庆·西部国际会展中心配套市政交通工程高会区间隧道为研究对象,采用有限元数值软件ANSYS三维数值模拟地铁区间隧道开挖对邻近桥梁桩基的影响。结果表明,隧道开挖使附近的桩基产生沉降和偏心,两者距离越近,沉降和偏心越显著;桩基的存在使隧道产生非对称受力,靠近桩基侧隧道拱肩、拱腰和边墙位移大于远离桩基侧。
关键词:隧道;桩基;偏心
中图分类号: U45 文献标识码: A
1工程地质概况
高义口站~会展中心站区间隧道,起点里程为K8+,终点里程为K10+,。本区间隧道拱顶埋深2~66m,除局部浅埋外大部分为深埋隧道。工程位于川东南孤形地带,华蓥山帚状褶皱束东南部,构造骨架形成于燕山期晚期褶皱运动。勘察区域位于观音峡背斜与铜锣峡背斜之间的复式向斜地带,沿拟建轨道走向分别穿越复式向斜的次级构造—沙坪坝背斜、悦来向斜。区域内的构造线走向呈NNE—SSW向,无断层通过,节理(裂隙)发生与构造运动密切相关,以走向NEE~SWW和走向NW~SE两组较发育。工程位于嘉陵江右侧,地形总体倾向嘉陵江,总体上属于属水文地质条件简单的区域。大气降水后沿着基岩裂隙渗入的基岩中形成基岩裂隙水,水量动态变化大,旱季水量较小,甚至贫乏,雨季水量可能成倍增加。场区地下水一般不具腐蚀性。高会区间隧道所在范围自上而下地层依次为:粉质黏土、砂质泥岩、砂岩。岩土体参数如表1所示。
表1 岩土体材料参数

2 施工方案
为保证高会区间隧道能顺利通过邻近桩基区域和今后隧洞的安全运行,避免隧道开挖对桥梁的结构造成不利影响,在施工中严格执行“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早成环,勤量测”的指导方针。开挖时采用浅孔小药量爆破,周边采用光面爆破。初期支护采用挂网、锚杆、喷混凝土及钢格栅拱架的联合支护体系。施工作业流程如下:超前导管支护→上台阶开挖→初喷→安设格栅钢架→拱部径向锚杆→挂网→复喷→开挖下台阶→初喷→立边墙格栅钢架→边墙径向锚杆→复喷→下一循环。开挖前,,然后用YT-28型手风钻沿设计开挖线造孔, m,孔径φ45 mm,孔的外偏角为10°~15°。钻孔完成后进行小导管安装。小导管使用φ32× mm普通钢管, m, m,每排17根, m。导管安装完成后使用SGB-1型灌浆泵注浆加固围岩并堵水,灌浆压力≤ MPa。为保证围岩加固和堵水效果,灌浆使用525号超细水泥。灌浆结束后,进行开挖作业。开挖时, m,周边采用光面爆破。每茬炮后进行钢格栅安装,~ m。钢格栅安装完成后复喷≥10 cm厚的混凝土,然后进行下一循环。
3 ANSYS数值模拟分析

地层横向范围取80m;竖直方向上,向上表面取至地表,向下地层30m, ;区间隧道纵向上取45m。模型边界条件为:模型两侧边界水平位移被约束,底部边界竖向位移被约束。桥梁桩基位于区间隧道右上部,建模时考虑了桥梁桩基与地层的相互作用,并用接触单元进行模拟,桥梁自重以均布荷载加到盖梁上。计算