新建TBM隧道對既有立交橋和暗渠的影響分析

劉 嘉

（青島市地鐵一號線有限公司，山東 青島 266021）

數值計算方法是分析TBM隧道下穿橋梁和暗渠力學機理一個重要手段。周群立等[1]以合肥地鐵盾構區間下穿五里墩立交橋為工程背景，提出了適合該工程盾構施工時的地層損失率控制指標、橋梁基礎差異沉降控制指標；奚正平[2]運用實際下穿工程案例，證明了可以采取一定的加固措施來控制下穿構筑物而造成的沉降；徐占軍[3]、薛暉等[4]對區間隧道下穿高速橋進行了有限元分析。

1 工程概況

1.1 線路設計概況

青島地鐵1號線海小區間左線TBM施工段長度828.751m（里程：ZSK39+574.474～ZSK39+751.474、ZSK39+870.607～ZSK40+522.358），右線658m（里程：YSK39+864.358～YSK40+522.358），從海泊橋沿人民路向北至穿過南寧路、撫順路，下穿人民路立交橋，進入小村莊車站。區間平面線路為直線段，線間距為14～16m，覆土厚度為20～29m，線路最大坡度為25‰；區間在K40+140.000處設置1座聯絡通道兼泵房。

1.2 地質概況

TBM主要穿越微風化花崗巖，隧道埋深為26～29m，微風化花崗巖覆蓋厚度為8～16m，首段掘進177m，其中第70～136m為Ⅲ2級圍巖，其余為Ⅳ1級圍巖。

2 數值計算模擬

2.1 模型的建立

根據相關工程經驗和理論，考慮模型尺寸效應。模型中開挖隧道邊緣到整個模型左、右邊界距離應取3D～5D（D為開挖隧道直徑），這樣其邊界處認為不受隧道開挖影響。否則，模型尺寸過小會使計算結果不準確[5]。模型中盾構隧道直徑取6m，管片厚度取0.3m，盾構管片長1.5m，模型的幾何尺寸為90m×50m×50m。相應的計算模型如圖1所示。

2.2 模型參數的選擇

對于模型土層，機構采用各向同性摩爾-庫倫彈塑性模型，本構模型采用的是彈性模型。模型中管片、土層、橋梁、管片注漿為實體單元?！?br>