市政道路改造工程對鄰近既有鐵路隧道影響分析

李軍義

中機(jī)中聯(lián)工程有限公司 重慶 400000

正文：

1 市政道路改造方案設(shè)計的原則

在開展市政道路改造方案設(shè)計工作的時候，必須要嚴(yán)格遵循相關(guān)原則，并對設(shè)計過程進(jìn)行嚴(yán)格的把控，確保設(shè)計方案的合理性及可行性，從而保障市政道路改造質(zhì)量。

1.1 改造方案的設(shè)計

需要將現(xiàn)有的市政道路平面線性作為基礎(chǔ)，并保持現(xiàn)有的道路形式，不能對人行道、綠化帶等現(xiàn)有的道路形式進(jìn)行改變，確保改造后的道路與現(xiàn)有道路能夠保持協(xié)調(diào)，使改造道路的應(yīng)用效果得到進(jìn)一步的提高。

1.2 市政道路中，道路縱坡與行車道的橫坡

在原有的市政道路建設(shè)中，通常都對道路坡度進(jìn)行了合理設(shè)置，不過，經(jīng)過長時間的使用，道路本身會出現(xiàn)很大程度的沉降，從而影響了原有的道路坡度。所以，在對市政道路進(jìn)行改造設(shè)計的時候，必須要對道路縱坡、道路橫坡進(jìn)行合理的設(shè)計，確保改造后道路縱坡以及行車道橫坡等坡度的合理性。

1.3 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

如果原有的道路存在著嚴(yán)重的破損，需要進(jìn)行挖掘修補(bǔ)的話，那么在開展市政道路改造設(shè)計的時候，必須要嚴(yán)格遵循路面的修復(fù)原則，根據(jù)原有道路的破損情況，來對路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的挖補(bǔ)設(shè)計，確保路面挖補(bǔ)完成后能夠保持與原道路的緊密融合，防止二次破損現(xiàn)象的發(fā)生。

1.4 改造設(shè)計中

如果市政路面破損嚴(yán)重，應(yīng)全部鑿除并修復(fù)，確保路面結(jié)構(gòu)的整體性，改善原有的破損道路。

2 以某項目為例分析市政道路改建對既有鐵路的影響

2.1 工程概況

該項目市政道路的隧道形式為左右并行隧道，采用的是復(fù)合式襯砌方式，采用鋼筋網(wǎng)、錨桿、噴射混凝土來進(jìn)行初期支護(hù)，并采用模筑混凝土來進(jìn)行二次襯砌。該工程所在地的地勢地貌比較復(fù)雜，屬于山地地勢，巖層覆蓋厚度為0～3m之間，坡洪積為2m～6m之間，大部分覆蓋的巖層都是沙巖以及頁巖，有少量的灰?guī)r覆蓋區(qū)域。施家梁隧道的左線位于LK44+652.6～LK44+672.8，右線位于K44+679.35～K44+700處，上方是新龍鳳隧道，該隧道是一條高速鐵路的隧道，已經(jīng)完成了正洞以及導(dǎo)洞施工。市政道路隧道與鐵路隧道的交接部位，鐵路隧道的正洞與導(dǎo)洞距離為12.5m，市政道路隧道與鐵路隧道的距離為63.25m，鐵路隧道的實際高度與市政道路隧道高度差距為18.48m。

2.2 數(shù)值模擬概況

1)計算模型

為了使隧道的三維空間效應(yīng)得到有效模擬，該隧道采用了以下計算模型：沿著鐵路新龍鳳隧道縱向取210m(約為市政道路隧道13倍開挖洞徑)，沿公路施家梁隧道縱向取105m(約為鐵路隧道11倍開挖洞徑)，公路隧道拱頂上方的巖土層厚度取100m，隧道下方巖土層厚度取35m，大約為鐵路隧道的3.5倍開挖洞徑，采用ANSYS模擬軟件來對隧道的實際情況進(jìn)行模擬。在采用模擬軟件進(jìn)行模擬時，將有限元模型劃分為77080個單元。并對這些單元進(jìn)行計算，然后再根據(jù)單元計算結(jié)果來對二次襯砌、地層支護(hù)等模型進(jìn)行建立。

2)計算參數(shù)的選取

在對圍巖以及建筑材料進(jìn)行計算的時候，均根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料以及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行計算參數(shù)的選取，以確保計算參數(shù)選取的準(zhǔn)確性，具體參數(shù)見表1：

?

3 施工步驟

為了使隧道的開挖效果得到有效的模擬，使公路隧道與鐵路隧道之間所產(chǎn)生的影響充分表現(xiàn)出來，實際施工步驟為：建立初始地應(yīng)力場→建立公路隧道與鐵路隧道的平行導(dǎo)坑→對公路隧道的第一段進(jìn)行開挖并進(jìn)行支護(hù)→對公路隧道的第二段進(jìn)行開挖并進(jìn)行支護(hù)→對公路隧道的第六段進(jìn)行開挖并進(jìn)行支護(hù)→擴(kuò)挖鐵路隧道第一段并進(jìn)行支護(hù)→擴(kuò)挖鐵路隧道第二段并進(jìn)行支護(hù)→擴(kuò)挖鐵路隧道第十段并進(jìn)行支護(hù)，圖1、圖2為施工順序示意圖。

4 數(shù)值模擬結(jié)果與分析

1)影響范圍的確定

為了確保公路隧道施工給鐵路隧道所帶來的影響得到更加充分的體現(xiàn)，在公路隧道施工結(jié)束后，對鐵路隧道拱頂位移變化情況進(jìn)行了詳細(xì)勘察，并根據(jù)勘察結(jié)果制定出了變化曲線，如圖3所示。圖3顯示在公路隧道施工完成后，下方的鐵路隧道拱頂出現(xiàn)了明顯的上升，受到了一定程度的影響，對既有鐵路影響范圍為140m(DK128+156～DK128+296)，在公路隧道施工過程中，對鐵路隧道受影響的范圍進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測。如圖4所示

2)影響范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析及安全度評價

對受影響的既有鐵路隧道范圍進(jìn)行深入的分析，對隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)力以及安全度進(jìn)行了全方位的評價，并選擇了三個具有代表性的截面來進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析。

5 結(jié)語：

通過對該項目的分析與研究可以看出，公路隧道的施工雖然會給鐵路隧道帶來一定程度的影響，但是并不會影響其安全性，同時，市政道路改造是一項系統(tǒng)化工程，在改造設(shè)計階段，必須要充分考慮周邊交通組織的實際情況，然后再進(jìn)行優(yōu)化改造設(shè)計，確保市政道路改造效果。