隧道施工对附近桥梁影响研究.pdf

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1、至Q!!生篁2翅【望篁至!Q塑】匹酉建趑童适王程隧道施工对附近桥梁影响研究●郭纪华一中铁二十三局集团第六工程有限公司，重庆401121摘要：城市地铁隧道施工过程中，往往会对城市的既有建筑产生一定的影响，尤其是对桥梁的影响更明显。隧道施工对邻近桥梁的影响主要是会引起桥面、桥墩以及桥桩的沉降，这对既有的桥梁产生巨大影响。因此为了尽可能降低隧道施工对邻近桥梁的影响，本文先简要分析地形变形理论，然后结合工程实际探讨隧道施工岁邻近桥梁的具体影响，希望为隧道施工的顺利进行及邻近桥梁保护提供一些理论上的指导。关键词：隧道施工桥梁结构地表沉降随着

2、社会经济的快速发展，城市基础建设项目不断加快，尤其是轨道项目建设已经成为各个城市基础建设的重点。在地铁隧道施工中，往往需要穿过城市高架及立交桥，因此隧道施工常常会对附近桥梁结构产生一定的影响。深入剖析隧道施工影响邻近桥梁的具体情况，对隧道施工的顺利进行及邻近桥梁的防护有重要意义。1变形理论1．1地层变形理论隧道开挖过程中容易导致地表沉降，沉降通常表现为开挖卸载过程中土体向隧道内部移动产生地表沉降问题以及支护结构背后空隙闭合引起地表沉降等，这些都可以称作为地表沉降。隧道开挖过程中，地表沉降的过程主要分成以下五个阶段：(1)先行沉降。

3、主要指的是隧道的开挖面距离观测点较短距离起始，重点在观测点之前产生的沉降，该沉降主要受排水原因的影响，同时也可以认为受地基上部覆土厚度增加引起的压缩问题；(2)开挖面前沉降。主要指开挖面距观测点极短距离开始到观测点下方的沉降，通常受开挖面崩塌及盾构推力增加引起的；(3)盾尾沉降。主要是开挖面到观测点的正下方起始，然后直达盾构机尾部观测点出现沉降的问题，这种沉降的发生原因主要是土壤遭到扰动造成的⋯；(4)空隙沉降。在桥梁盾构结构的下放观察点位置，出现沉降的问题，该沉降的发生原因主要是受盾构的尾部土体释放一定大小应力而造成的塑性变形的

4、问题；(5)后续沉降。地基如果出现扰动的情况，会出现固结或者变形沉降问题。隧道进行开挖过程，常常会产生瞬时的沉降情况，这种沉降量的表示通常是“地层损失”，事实上，瞬时沉降把包括不同的情况，然而一般然认为是每单位的地表沉降槽的体积以及隧道的开挖断面之间的具体距离，结果一般表示为百分数。如果将横截面与垂直隧道轴线的断面进行对应，那么与轴线方向相平行的隧道洞则可以被称作为纵截面。在隧道开挖过程中，沉降的曲线也就类似正态分布曲线，曲线的变化中蕴含了“时间效应”这一概念。在隧道开挖过程中，对邻近桥梁及地表建筑物产生影响具体是地层在开挖工程中

5、产生不均匀沉降的问题。1．2地表变形理论地表横向位移的地表变形在三维立体图像上往往表现为一个凹槽，在相应的横截面上，沉降曲线稳定后也会呈现出一个正态分布的曲线，其中地层的沉降损失通常等于地表沉降的体积槽大小。而沉降的体积槽通常与沿隧道轴线方向的长度槽的体积相同，在体积槽中如果排除掉积水这一条件，沉降的体积等于体积的损失量具体值。当隧道的周边土体属于渗透性能较低土层，在隧道开挖时，假定隧道为不排水条件，在一般的粘土隧道施工过程中，实际测到的体积损失率一般在1％一5％的区间，如果是砂土，体积损失还会增加。1．3盾构施工对洞周土体影响当

6、前地铁隧道施工常常采取的是盾构的施工方法，盾构施工方法在当前各种地形中都适用，并且盾构施工的机械化程度也属于较高的一种，采取该施工方法进行地铁隧道施工，基本不影响地面的建筑物及交通，这样能够减少上方的搬迁及拆迁工作，并且还能够保护地下水源[3I。盾构施工在掘进过程中也会周围土体产生扰动，主要是掘进过程会改变土体的应力。周围土体受隧道施工的影响主要是施工过程中会对土体施加附加位移，应力受施工扰动会出现一定的变化，在应力变化过程中，土体会逐渐出现位移问题，并且土体的扰动范围常常与地表中心的沉降大小存在较大的联系。在盾构掘进过程中，顶力

7、增加也会使地表中心的沉降量上升。2地铁施工对附近桥梁的影响分析2．1工程概况某市政规划部门拟建东西走向的双线隧道，左右隧道的间距为35m，隧道埋深为25m，隧道进城市高架桥。桥梁为连续钢+混凝土的形式，采用p1500mm摩擦端承桩为基础，桩长32m，并且部分为存在细微风化的花岗岩，隧道的左线及右线从3个桥墩的中间通过。隧道上方的地层为砾质黏性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩等。22有限元模拟在施工过程中，可以使用大型的有限元软件来构建群桩基础、隧道及周围土体的有限元模型，这样便于后续模拟隧道施工对附近桥梁的影响[4]。在建模时，模型

8、中的土体、管片结构以及承台均采取的是8个节点实体单元模拟的方式，在实际的计算中，针对桩土之间的摩擦效应的模拟主要是采取面一面的接触电源模拟方式，而应力一应变则进行弹塑性模拟。2．3参数计算耍想得出盾构掘进过程对周围土体产生扰动的具体情况，通常可以借