盾构隧道下穿机场停机坪施工的数值模拟.pdf

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1、2014年第5期·109·第40卷总第181期SichuanBuildingMaterials2014年10月DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2014.05.047盾构隧道下穿机场停机坪施工的数值模拟刘阳(安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南232001)摘要:以天津地铁2号线机场延长线工程为例,从地下水源补给充足的实际情况,可取自然重度计算)。计算数值模拟方面对地表进行了研究,对施工完成后的沉降控时现场地下水位取地表以下1m处。管片采用C50钢筋混制效果进行分析,得出施工工艺和技术控制措施的合理性。凝土参数,停机坪路面板采用C25混凝土参数

2、。壁后注浆关键词:盾构隧道;地表位移;数值模拟;Midas层采用等代层处理。盾构机推力结合施工单位在天津市的中图分类号:U455．43文献标志码:B多年施工经验以及区间其他段落的施工情况,选取1000t。文章编号:1672-4011(2014)05-0109-03计算荷载根据设计说明,一架飞机起落架6个轮子总荷载最大为1775kN,作用在停机坪的一块水泥混凝土板上,1工程概况板尺寸约5m×5m,板厚40cm。计算时,取不利的情况,天津地铁2号线机场延长线工程从地铁2号线终点空取飞机在水泥混凝土板下1m深处产生的均布荷载来等效港经济区站为起点,往东延伸至地铁2号线空港经济区车飞机

3、对隧道产生的荷载。即1775/[(1+5+1)×(1+5+辆段西侧,向南至天津滨海国际机场航站楼北侧地下交通1)]=36．3kPa,取40kPa计算。根据中国民航机场建设集中心,工程全长4．48km。团公司规划设计总院设计一院传真电报,经铁三院分析、盾构区间线路从DK25+255开始进入机场控制区范围,计算:飞机在道面上运行时的荷载传至道面结构层底面(即其中在里程左DK26+375~DK27+003、右DK26+375~右土基顶面,道面结构层厚度80cm,面层为40cm水泥混凝DK27+012范围下穿现有滨海国际机场停机坪96号至103土,基层为40cm水泥稳定碎石),均布荷载

4、为140kPa,计号停机位,这是天津地铁建设历史上首次出现下穿机场停算中考虑了飞机在机位上滑行产生的动载及混凝土道面的机坪。右线下穿停机坪范围线路平面主要为直线。隧道覆结构重量。土厚度约为10．2~12．6m,左右线间距13m。表1地层物理力学参数统计表本工程地基土在110．00m深度范围内均为第四纪松散地层代号ΔH/mγ/(kN·m-3)ω/%E/MPaC/kPaφu/(°)μ沉积物,主要由饱和黏性土、粉土、砂土组成,一般具有①11920．15．1645110．33成层分布的特点。自上而下为第四系全新统人工填土层,④1．218．631．910．292190．39第I陆相层、第

5、Ⅰ海相层、第Ⅱ陆相层、第Ⅲ陆相层、第⑥4818．930．027．812516．50．39⑥51．819．624．812．019310．39Ⅱ海相层、第Ⅳ陆相层、第Ⅲ海相层、第Ⅴ陆相层、第Ⅳ⑦1．619．328．014．583010．50．41海相层、第Ⅵ陆相层。停机坪主要穿越⑥粉质黏土、⑥45⑧11．420．222．031．823911．50．35灰色粉土、⑧2灰黄色含黏性土粉砂。⑧23．919．922．211．47532．50．33⑨17．519．326．930．794813．50．352数值模拟⑨2419．922．010．04632．50．35◈1114．219．624．6

6、39．775112．50．35本文采用Midas/GTS4．2计算软件对DK26+417~DK26◈1124．220．120．111．87432．50．31+748段(直线段)进行计算。考虑盾构下穿停机坪的范围注:ΔH-层厚;γ-计算容重;ω-含水率;E-弹性模量;C-粘聚力;较长,可将计算简化为平面应变问题。计算模型的范围根ω-内摩擦角;μ-泊松比。据力学原理须取为3D~5D(D为隧道直径)才能消除边界的2．1隧道施工地表沉降分析影响。所选计算段落隧道直径6．2m,隧道中心间距13m。1)竖向位移云图如图1~2所示。模型宽度为60m。边界条件的选取,除地面为自由外,模mida

7、sGTS0.0007.91115.82223.73331.643DISPLACEMENT型两侧边界施加限制水平方向位移的约束,下部边界施加DYUNIT（m）+8.52336e-003限制竖向位移的约束,原始应力场只考虑重力,施工过程0.6%+7.25372e-0030.9%+5.98407e-0031.2%+4.71443e-003按照实际工况进行模拟,先施工左线,再施工右线。1.5%+3.44478e-0032.2%+2.17514e-0034.9%+9.05491e-004岩土参数按照地