摘要:城市轨道交通在我国一进入快速发展期,地铁、轻轨、有轨电车等各类形式,充分满足了人们对交通工具舒适、便捷、准点的要求。轨道交通节能、环保、大运量的特点有效缓解了城市交通压力,也提高了土地的升值空间。随着轨道交通线网的日益密集,不同线路的交叉越来越多,本文通过广州某地铁线路下穿有轨电车的计算分析,得出了地铁下穿轨道路基的最不利沉降,进而提出地铁施工的控制措施。
关键词:地铁下穿;有轨电车;沉降
1、工程概况
广州某新建地铁线下穿有轨电车路基,有轨电车的路基采用600@450搅拌桩加固, 该段里程搅拌桩加固深度为7.4m。地铁埋深为22m。地层主要为人工填土、淤泥质土、淤泥质粉细砂或粉细砂、残积粉质粘土、中风化泥岩,隧道处于中风化层中。按照有轨电车的设计要求无砟轨道线路路基施工后不均匀沉降不应超过20mm/20m,路桥或路隧交界处差异沉降不应大于10mm,沉降造成的路基折角不应大于1/1000。沉降比较均匀并且调整轨面高程后的竖曲线半径大于1900m时,允许的工后沉降为50mm。
轨电车线路主要采用路基形式,为地面暗埋式轨道,即轨面与地面基本平齐,道床埋置于地表以下,道床下对原状土进行处理形成复合地基作为轨道基础。全为地面站;平均每站间距0.784公里。
2、地铁下穿有轨电车路基的影响分析
2.1 计算模型
根据场地的地层分布、场地内己有建筑物和周边建筑物的分布情况,结合隧道结构设计参数和施工方案,建立三维大型数值计算模型,计算分析施工前的场地初始应力场,并获取施工前路基的初始受力状态。本次三维分析选择MIDAS-GTS计算软件,采用板单元模拟隧道结构。因此本次分析采用水土合算的模式,摩尔-库伦破坏准则仿真模拟地层情况,计算范围为120x50x30的区域。
本次分析的土层参数关系如表2-1,数值来源于《海珠区环岛新型有轨电车工程(试验段)详细勘察阶段岩土工程勘察报告》,采用Mohr-Coulomb破坏准则模拟岩土体的材料特性。按照实际的盾构的施工工法进行模拟,每循环进尺1.5m拼装一环管片,左右隧道错开50米开挖,荷载按照实际情况折算施加。
3、路基变形分析
本计算中在S0进行位移清零,以S0的变形和内力值为基础,通过分析后续施工部从由于广佛环线隧道开挖引起的位移、内力、应力等的变化,根据该变化值来判断广佛环线隧道施工对有轨电车的影响。
3.1 有轨电车竖向位移分析
广佛环线隧道建设过程中,各个施工节点时的有轨电车路基的竖向位移如下所示:根据以上计算结果显示,广佛环线隧道建设过程中,各个施工节点时的有轨电车的竖向位移统计的数据如下图2所示。
从上图可知,随着广佛环线隧道的开挖,有轨电车路基发生了一定位移,主要表现为路基沉降量。在施工过程中,随着开挖接近会展东站,沉降越来越大,盾尾通过站台时达到最大值1.2mm,随后数值保持稳定。
4、结论及建议
通过建立三维有限元模型分析了地铁隧道建设施工对环海珠有轨电车会展东站的影响,得出了在各施工阶段中有轨电车路基的位移,从以上计算结果可知:
在广佛环线隧道施工过程中,有轨电车路基会产生一定的水平位移和沉降,因为隧道处于中、微风化层中,且有轨电车路基采用了7.4米搅拌桩进行了处理,所以产生的沉降比较小。 广佛环线隧道掘进至会展东站会产生较大的沉降位移,最大水平位移为0.44mm,最沉降为1.2mm。因此,为了控制沉降值,前期合理的加固措施是十分必要的。在条件允许的情况下,将隧道选择在良好的地层中下穿也能显著减小地面沉降。另外,在施工过程中,加大监测频率,实时掌握有轨电车路基的沉降变形数据,根据路基沉降情况,如果沉降接近报警值,应该跟踪注浆并且调整盾构参数。在施工中严格管理,使实际土压略大于计算值。根据地面沉降的结果来实时调整土压力计算过程中的各种参数、安全系数,使得将土压在盾构掘进过程中控制在合理范围内。
参考文献
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论文作者:刘华
论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/12
标签:路基论文; 隧道论文; 位移论文; 有轨电车论文; 地铁论文; 环线论文; 过程中论文; 《基层建设》2017年第7期论文;