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廠房對軌道交通盾構區間影響論文

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目前,城市軌道交通建設快速發展,據軌道交通建設規劃,許多已建、在建及規劃在建的項目已受到或將受到軌道交通建設的影響[1-3]。中的某廠房規劃鄰近軌道交通盾構區間,本文就該廠房受軌道交通建設的影響進行分析。

廠房對軌道交通盾構區間影響論文

1工程概況

擬建廠房由1#車間(6~7層)、2#車間(6層)、綜合樓(12~13層)組成,均擬採用框架結構,總建築面積81442.62m3。建築物重要等級爲二級,場地等級爲三級,地基等級爲二級擬採用樁基礎。根據線網規劃,該廠房鄰近規劃軌道交通盾構區間。盾構區間擬採用圓形斷面,外徑6.0m,盾構頂標高11.13~11.43m,覆土8.7~8.9m。擬建廠房場所處土層由上至下依次爲:①素填土、②-a淤泥質粘土、②粉質粘土、③淤泥質粘土、④粉質粘土、⑤粉質粘土夾粉土粉砂、⑥粉質粘土粉土中粗砂礫砂互層。各層土的物理力學性質指標如表1所示。擬建廠房1#車間(6層)距離盾構區間中心線最近約23.9m,該車間縱向基本與盾構線路平行,縱向長度約85.8m;綜合樓西側一邊角(12層部分)距離盾構區間中心線最近約25.6m,該樓縱向基本與盾構線路垂直。根據廠房場地的地勘資料,盾構區間穿過③層淤泥質粘土、④層粉質粘土及⑤層粉質粘土夾粉土粉砂,上覆土由下到上主要爲③層淤泥質粘土、②層粉質粘土及①層素填土。

2盾構區間對廠房影響的理論分析

2.1盾構區間影響範圍分析

盾構區間施工會對周邊土體產生一定的影響,本次研究採用Peck[4]沉降槽理論公式對區間施工的影響範圍進行分析。按Peck公式(1)估算盾構掘進時引起的地面沉降:Sx=Vl2槡πiexp(-x22i2)(1)式中,Sx爲橫向地表沉降量;Vl爲盾構隧道單位長度的地層損失量;x爲地表距隧道中心線的水平距離;i爲沉降槽寬度係數(盾構中心線至沉降反彎點的距離);Z爲盾構中心處埋深;φ爲土體內摩擦角。使用Peck公式,按地層損失率1%估算得到的地表沉降值如圖1所示,從圖中可以看出,隧道掘進時引起的地面最大沉降約27.5mm,但影響範圍較小,在離右側盾構區間中心線15m處,地表沉降已接近於零。

2.2修正慣用法理論公式計算分析

採用修正慣用法理論公式[5]計算未建廠房時,盾構施工時管片的內力。計算時,管片斷面計算角度從頂部開始,順時針爲正的中心角。透過計算,所得管片的彎矩剪力圖如圖2所示,管片最大彎矩值約爲122.7kN?m,最大剪力值66.9kN。

3廠房對盾構區間影響的分析

根據規劃,擬建廠房先於軌道交通建設,本文就廠房先建進行分析。在分析的過程中,未考慮先建工程引起的土應力消散,即考慮了兩個項目建設時間接近的最不利工況。由於廠房方案尚處於規劃階段,考慮最不利工況,12層廠房建在與盾構最小淨距爲20.9m處,假定廠房採用天然地基,廠房荷載每層14kPa,且認爲廠房建設與盾構施工時間接近,不考慮土應力消散。計算得到盾構管片的彎矩與剪力,如圖3、圖4所示。其中,彎矩最大值比未建廠房增加了6.2%;剪力最大值比未建廠房時增加了5.3%。可見,新建廠房對盾構管片的內力有一定影響。由以上分析可以看出,擬建廠房對盾構穿越時管片的內力有一定的'影響,但影響較小。考慮到本次分析是考慮最不利工況(廠房採用天然地基),且未考慮廠房建成后土中應力的消散,若區間施工在廠房建成後較長時間之後,則廠房在地基中引起的應力很有可能早已消散,對盾構區間的影響將更小。因此,從分析來看,先建廠房對軌道交通盾構區間的影響將會較小,但廠房基礎形式應予以加強,不宜採用天然基礎。

4結語

透過上述分析,擬建廠房方案對軌道交通的影響較小,技術可行。提出以下結論與建議,以使工程更加安全可靠:(1)由於本次報告分析採用的地勘資料爲廠房的資料,與軌道交通盾構區間施工所需地勘資料有一定差距,因此,軌道交通的設計與施工尚應根據其詳勘資料進行。(2)數值作爲分析手段,用來指導工程施工與總結規律。實際工程情況複雜,變量因素較多,因此應重視施工措施及施工質量。(3)廠房先於軌道交通施工,爲確保廠房安全,廠房基礎應予以加強,但不應使用錨杆(索)。在盾構區間施工時,按正常推進施工,並加強施工管理及施工監測,實現資訊化施工。廠房建成後總荷載標準值控制在168kPa以內。